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良序定理

Well-ordering theorem · Zermelo's theorem

每个集合都能赋予一个使任意非空子集具有最小元的全序。

形式陈述

对任意集合 X,存在 X 上的全序 ,使每个非空子集 AX 都有一个 -最小元素。

直觉

即使集合没有自然次序,也可以把它的元素排成允许超限“从第一个开始逐个取”的序列。

例子与边界

自然数的通常次序是良序,整数的通常次序不是,因为整数集合没有最小元。定理只保证某个良序存在,通常不会给出可计算或自然的具体次序。

推论与应用

良序允许使用超限归纳与超限递归。ZF 中,良序定理与选择公理等价,因此其存在性同样携带选择强度。

参考资料
  • Thomas Jech, Set Theory, 3rd millennium ed., §5.
  • Herbert B. Enderton, Elements of Set Theory, Chapter 7.