全集

✍ dations ◷ 2025-04-26 13:12:33 #集合论基本概念,集合族

数学上,特别是在集合论和数学基础的应用中,全类(Universe,若是集合,则为全集)大约是这样一个类,它(在某种程度上)包含了所有的研究对象和集合。

这个一般概念有数个精确的版本。最简单的可能就是,任意集合都可以是全集。当研究一个特定集合的时候,这个集合就是全集。若研究实数,则所有实数的集合实数线 R {\displaystyle \mathbb {R} } 的子集。集合 A {\displaystyle A} 的圆形的外面的部分。严格地说,这是对的 U A {\displaystyle U\backslash A} 是全集的场合下,这可以被当成是的 A C {\displaystyle A^{C}} )下的所有东西组成的集合。

在基于布尔格的代数方法研究基础集合理论时,这种惯例非常有用。但对公理化集合论的一些非标准形式并非如此,例如新基础集合论,这里所有集合的类并不是布尔格,而仅仅是相对有补格。相反,的幂集,即的所有子集组成的集合,是一个布尔格。上述的绝对补集是布尔格中的补运算;而空交集则作为布尔格中的最大元(或空交)。这里,适用于补运算、交运算和并运算(集合论中的并集)的德·摩根律成立,而且对空交和空并(即空集)也成立。

然而,当考虑过给定集合 X {\displaystyle X} 的子集组成的集合。(例如:上的一个拓扑就是一个的子集组成的集合。)这些不同的的子集组成的集合本身,一般而言并不是的子集,却是的幂集 P X {\displaystyle \mathbf {P} X} 的子集组成的集合所组成的集合,等等。另一个方向是:可以考虑笛卡尔积 X × X {\displaystyle X\times X} 映射到其自身的函数。接着,还可以考虑笛卡尔积上的函数,或从映射到 X × P X {\displaystyle X\times \mathrm {P} X} ,仍然需要一个比大很多的全集。顺着上面的思路,可能需要上的超结构。这可以通过结构递归来定义,如下:

注意到,无论初始集合如何,空集总是属于 S 1 X {\displaystyle \mathbf {S} _{1}X} 元组,表示定义域为冯·诺伊曼序数 {\displaystyle } 上的超结构包含了所有的遗传有限集合。这样,它可以被认为是“有限主义数学的全集”。可以想像一下,假若19世纪的有限主义者利奥波德·克罗内克当时能使用到这个全集的话;他会相信每个自然数都存在,而集合 N {\displaystyle \mathbb {N} } ;而现在,它们是全集的。这样尽管 P ( S X ) {\displaystyle \mathbf {P} (\mathbf {S} X)} 进行, S N {\displaystyle \mathbf {S} \mathbb {N} } 序数 i {\displaystyle i} 定义 V i {\displaystyle V_{i}} 。所有 V i {\displaystyle V_{i}} 的并集为冯·诺伊曼全集 V {\displaystyle V}

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