分離公理模式

分離公理模式,是集合論的ZF公理系統中的一個公理模式。

分離公理模式是集合論的ZF公理系統中的一個公理模式,但由於可以由替換公理模式空集公理(注意後者是單獨一條公理,在公理系統中優於一個公理模式)證明,目前有時已經不將之作為公理看待。它的表述為:“對任意集合x和任意對x的元素有定義的邏輯謂詞P(z),存在集合y,使z∈y若且唯若z∈x而且P(z)為真”。
由分離公理模式可以簡單地由任何集合的存在性證明空集公理,只要使P(z)為矛盾式。無限公理保證了一個集合的存在性,所以在有分離公理模式的ZF公理系統中,空集公理是多餘的。
替換公理模式可以“幾乎”證明分離公理模式,即證明當所求的集合中存在元素時,分離公理模式成立。由前提不妨設存在這樣的元素是w,則令f(z)=z當P(z)為真,f(z)=w當P(z)為假。對x和f(z)套用替換公理模式,即得所求的集合。所求集合為空集時,這個集合的存在性需要空集定理保證。綜上,由替換公理模式和空集公理可以證明分離公理模式。
注意上面的證明最後一句話中使用了排中律,保證非空集合必有元素。在直覺主義的邏輯中,排中律並不成立,所以分離公理模式是必要的。

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