Сообщение посвящено § 7 (Конституенты.) "Теории множеств" К. Куратовского, А. Мостовского
https://ikfia.ysn.ru/wp-content/uploads ... 1970ru.pdf .
Прошел книгу Н. Я. Виленкина «Рассказы о множествах», за исключением последних страниц (задачи, упражнения), но к ним буду возвращаться. Узнал много интересного, спасибо за рекомендацию. Теперь, думаю, имею моральное право вернуться к Куратовскому, Мостовскому.
1.
Цитата:
Пусть
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
произвольные подмножества пространства
https://ikfia.ysn.ru/wp-content/uploads ... 1970ru.pdf (стр. 29)
где
![$1$ $1$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/3/4/034d0a6be0424bffe9a6e7ac9236c0f582.png)
это универсум (пространство) (то есть некоторое фиксированное множество, в котором содержатся
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
).
Конституента здесь это произведение
![$n$ $n$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/5/a/55a049b8f161ae7cfeb0197d75aff96782.png)
множеств (то есть их пересечение), каждое из которых является либо одним из множеств
![$A_1, \ldots, A_n\colon \;A_i\in \{A_1, \ldots, A_n\}$ $A_1, \ldots, A_n\colon \;A_i\in \{A_1, \ldots, A_n\}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/d/4/ad47be46a40140271dba16b68a99264182.png)
, либо дополнением одного из множеств
![$A_1, \ldots, A_n\colon \; \overline A_i=1\setminus A_i$ $A_1, \ldots, A_n\colon \; \overline A_i=1\setminus A_i$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/e/e/aee3cc4b559c7b7e45d96bcc4f3259fc82.png)
.
Возьмем случай
![$A_1, A_2, A_3$ $A_1, A_2, A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/7/0c726f1def32b97aee2ad55d704194b282.png)
.
На рис. 1 мы видим конституенту
![$1$ $1$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/3/4/034d0a6be0424bffe9a6e7ac9236c0f582.png)
, закрашенную сиреневым цветом, которая получается от пересечения всех трех множеств
![$A_1, A_2, A_3$ $A_1, A_2, A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/7/0c726f1def32b97aee2ad55d704194b282.png)
.
![Изображение](https://a.radikal.ru/a14/2106/ac/41737ce8c8cf.jpg)
Поскольку пересечение трех множеств можно представить как пересечение одного из них с пересечением двух других (ассоциативность):
![$$A_1\cap A_2\cap A_3=A_1\cap (A_2\cap A_3),$$ $$A_1\cap A_2\cap A_3=A_1\cap (A_2\cap A_3),$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/9/d/c9d02f29b499cebe88304fd294c56e8882.png)
возьмем сначала, например, пересечение
![$\overline A_1 \cap \overline A_2$ $\overline A_1 \cap \overline A_2$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/9/4/2947ad69d59923d3396fbca00626f3e182.png)
(это еще не конституента):
![Изображение](https://c.radikal.ru/c17/2106/a8/bcd3b90cf403.jpg)
и затем пересечем его с
![$A_3$ $A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/a/0/0a0d522fffdb7f74b9df9ac671b9366782.png)
(тогда получится уже конституента, а именно, конституента
![$2$ $2$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/6/c/76c5792347bb90ef71cfbace628572cf82.png)
):
![Изображение](https://b.radikal.ru/b41/2106/20/554a28bb7997.jpg)
Если пересечем
![$\overline A_1 \cap \overline A_2$ $\overline A_1 \cap \overline A_2$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/9/4/2947ad69d59923d3396fbca00626f3e182.png)
с
![$A_3$ $A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/a/0/0a0d522fffdb7f74b9df9ac671b9366782.png)
(с синим кругом), получим конституенту
![$5$ $5$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/6/1/9612eecfec9dadf1a81d296bd247377782.png)
(закрашенную зеленым):
![Изображение](https://c.radikal.ru/c09/2106/fc/b5a89de9065d.png)
Если пересечем
![$\overline A_3$ $\overline A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/1/3/8136483fb72e7f81e55daaa278c5315682.png)
с
![$A_1\cap A_2$ $A_1\cap A_2$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/c/e/1cef3ae745798dec1c1cdb82d02ab95382.png)
, получим конституенту
![$7$ $7$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/7/a/b7afe912ac7ed280f96e7cfb0f35a02782.png)
(закрашенную зеленым):
![Изображение](https://d.radikal.ru/d05/2106/1d/dcfae83f9480.png)
Все конституенты для случая
![$A_1, A_2, A_3$ $A_1, A_2, A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/7/0c726f1def32b97aee2ad55d704194b282.png)
видны на рис. 6:
![Изображение](https://b.radikal.ru/b26/2106/8d/c976ad188ba7.jpg)
Для того же случая
![$A_1, A_2, A_3$ $A_1, A_2, A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/7/0c726f1def32b97aee2ad55d704194b282.png)
множества
![$A_1, A_2, A_3,\overline A_1, \overline A_2, \overline A_3$ $A_1, A_2, A_3,\overline A_1, \overline A_2, \overline A_3$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/2/0/a20dc549df6e4ca4840784b6ebc30f4082.png)
можно расположить так:
![$$\begin {matrix}
\overline A_1& \overline A_2& \overline A_3\\
A_1& A_2& A_3
\end {matrix},
$$ $$\begin {matrix}
\overline A_1& \overline A_2& \overline A_3\\
A_1& A_2& A_3
\end {matrix},
$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/7/2/b72ef2c7ea04002b0bc8a6cd79194ed882.png)
и окрашивать обозначения множеств, из которых получается данная конституента, например конституента
![$5$ $5$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/6/1/9612eecfec9dadf1a81d296bd247377782.png)
(рис. 4):
![$$\begin {matrix}
\textcolor{red} {\overline A_1}& \textcolor{red} {\overline A_2}&{\overline A_3}\\
{A_1}& A_2& \textcolor{red} {A_3}
\end {matrix},
$$ $$\begin {matrix}
\textcolor{red} {\overline A_1}& \textcolor{red} {\overline A_2}&{\overline A_3}\\
{A_1}& A_2& \textcolor{red} {A_3}
\end {matrix},
$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/a/1/fa1e351364c104dfff5714591b833bab82.png)
или конституента
![$7$ $7$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/7/a/b7afe912ac7ed280f96e7cfb0f35a02782.png)
(рис. 5):
![$$\begin {matrix}
\overline A_1& \overline A_2&\textcolor{red} {\overline A_3}\\
\textcolor{red} {A_1}&\textcolor{red} {A_2}& A_3
\end {matrix},
$$ $$\begin {matrix}
\overline A_1& \overline A_2&\textcolor{red} {\overline A_3}\\
\textcolor{red} {A_1}&\textcolor{red} {A_2}& A_3
\end {matrix},
$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/3/b/d3b03b290b8cda615af27d4d71ae13a882.png)
2.
Цитата:
Множество
![$A_i$ $A_i$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/e/b/4ebf880807deff5796460f39aea46f8082.png)
равно сумме конституент, содержащих сомножитель
![$A_i^0$ $A_i^0$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/5/f/85f14476f958311444d73940a29ff6cf82.png)
.
https://ikfia.ysn.ru/wp-content/uploads ... 1970ru.pdf стр. 30
Поскольку
![$A_i=A_i^0$ $A_i=A_i^0$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/1/3/e137c705c701d4694cb4a691f650365f82.png)
, можно сказать просто: "Множество
![$A_i$ $A_i$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/e/b/4ebf880807deff5796460f39aea46f8082.png)
равно сумме конституент, содержащих сомножитель
![$A_i$ $A_i$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/e/b/4ebf880807deff5796460f39aea46f8082.png)
."
(Относительно множеств
![$A_1, A_2, A_3$ $A_1, A_2, A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/7/0c726f1def32b97aee2ad55d704194b282.png)
на рис. 6 хорошо видно, из каких конституент состоит какое множество.)
Цитата:
Действительно,
![$$1=S_1\cup S_2\cup \ldots \cup S_h,$$ $$1=S_1\cup S_2\cup \ldots \cup S_h,$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/3/9/3397447cd784f4386c7dc0669aa1377882.png)
где
![$S_1, \ldots; S_h$ $S_1, \ldots; S_h$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/1/3/f13e6d23241c6a2158cf634d513dde1982.png)
все конституенты. Тогда
![$$A_i=(A_i\cap S_1)\cup (A_i\cap S_2)\cup \ldots \cup (A_i\cap S_h).$$ $$A_i=(A_i\cap S_1)\cup (A_i\cap S_2)\cup \ldots \cup (A_i\cap S_h).$$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/9/a/e9a1ceb37b9955c84e18a5d1696fc1e582.png)
Убедимся в этом:
![$$A_i=A_i\cap 1=A_i\cap (S_1\cup S_2\cup \ldots \cup S_h)=(A_i\cap S_1)\cup (A_i\cap S_2)\cup \ldots \cup (A_i\cap S_h).$$ $$A_i=A_i\cap 1=A_i\cap (S_1\cup S_2\cup \ldots \cup S_h)=(A_i\cap S_1)\cup (A_i\cap S_2)\cup \ldots \cup (A_i\cap S_h).$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/2/6/026e33fdc75e9902d07187b0f7d807f882.png)
Далее по учебнику.
3.
Цитата:
Теорема 1. Каждое непустое множество, образованное из множеств
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
при помощи операций сложения, умножения и вычитания, является суммой некоторого числа конституент.
(
https://ikfia.ysn.ru/wp-content/uploads ... 1970ru.pdf стр.30)
Относительно множества
![$A_1, A_2, A_3$ $A_1, A_2, A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/7/0c726f1def32b97aee2ad55d704194b282.png)
это можно видеть на рис. 1, 6.
В самой этой теореме не у дел остается конституента
![$\overline A_1\cap \overline A_2\cap \ldots\cap \overline A_n$ $\overline A_1\cap \overline A_2\cap \ldots\cap \overline A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/e/2/2e26f24f4cf5658bebeca3b672f57a1e82.png)
, которая является пересечением всех дополнений множеств
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
(для случая
![$A_1, A_2, A_3$ $A_1, A_2, A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/7/0c726f1def32b97aee2ad55d704194b282.png)
это конституента
![$2$ $2$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/6/c/76c5792347bb90ef71cfbace628572cf82.png)
, рис. 3, 6).
То есть какую бы комбинацию этих трех операций по отношению к множествам
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
мы ни применили, мы не сможем выйти за пределы множества
![$A_1\cup A_2\cup \ldots\cup A_n$ $A_1\cup A_2\cup \ldots\cup A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/5/5/655afd8038dbb4c73f868809009b0c3582.png)
(рис. 1, 6), так что ни в каком случае мы не будем к прочим конституентам прибавлять конституенту
![$\overline A_1\cap \overline A_2\cap \ldots\cap \overline A_n$ $\overline A_1\cap \overline A_2\cap \ldots\cap \overline A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/e/2/2e26f24f4cf5658bebeca3b672f57a1e82.png)
.
Правда, в доказательстве теоремы, как я понимаю, у авторов задействуются все конституенты, в том числе и
![$\overline A_1\cap \overline A_2\cap \ldots\cap \overline A_n$ $\overline A_1\cap \overline A_2\cap \ldots\cap \overline A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/e/2/2e26f24f4cf5658bebeca3b672f57a1e82.png)
:
Цитата:
Теорема верна для множеств
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
. Поэтому достаточно показать, что если множества
![$X$ $X$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/b/f/cbfb1b2a33b28eab8a3e59464768e81082.png)
и
![$Y$ $Y$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/1/a/91aac9730317276af725abd8cef04ca982.png)
являются суммами некоторого числа конституент, то и множества
![$X\cup Y, \; X\cap Y$ $X\cup Y, \; X\cap Y$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/7/6/a76cec6c415772ed7082bb3797ff2ddf82.png)
и
![$X-Y$ $X-Y$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/0/0/a0070c759142f7a0b5723afd57c2263982.png)
(если только они не пустые) можно представить в виде суммы конституент.
То есть она доказывается для всех множеств, которые можно получить при помощи этих трех операций из множеств
![$A_1, \ldots, A_n, 1$ $A_1, \ldots, A_n, 1$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/4/6/546530a980489ad3715eda26099f7b4f82.png)
.
Может быть, был бы смысл сформулировать теорему соответственно:
"Каждое непустое множество, образованное из множеств
![$A_1, \ldots, A_n, 1$ $A_1, \ldots, A_n, 1$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/4/6/546530a980489ad3715eda26099f7b4f82.png)
при помощи операций сложения, умножения и вычитания, является суммой некоторого числа конституент," -- то есть дать более сильную формулировку, такую же сильную, как доказательство?
[Если основными множествами считать не
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
, а
![$\overline A_1, \ldots, \overline A_n$ $\overline A_1, \ldots, \overline A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/3/2/e32a88a953ba6e7c8e62371711dd01b082.png)
, то не у дел останется конституента, которая является пересечением всех множеств
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
(для случая
![$A_1, A_2, A_3$ $A_1, A_2, A_3$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/7/0c726f1def32b97aee2ad55d704194b282.png)
конституента
![$1$ $1$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/3/4/034d0a6be0424bffe9a6e7ac9236c0f582.png)
, рис. 1, 6). ]
Во всяком случае, для того, чтобы получить все конституенты, недостаточно только множеств
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
, нужно еще множество
![$1$ $1$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/3/4/034d0a6be0424bffe9a6e7ac9236c0f582.png)
.
[Все остальные конституенты можно получить при помощи операций
![$\cup, \,\cap, \,-$ $\cup, \,\cap, \,-$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/8/2/782d8685850d75f10dff5f46e9a79c0e82.png)
из множеств
![$A_1, \ldots, A_n$ $A_1, \ldots, A_n$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/8/9/e89a1ef2dca3e92cb09710a507f71bc282.png)
, например, конституента
![$7$ $7$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/7/a/b7afe912ac7ed280f96e7cfb0f35a02782.png)
это
![$(A_1\cap A_2)-A_3$ $(A_1\cap A_2)-A_3$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/a/d/1ad1d00d1a46dcdc1aeca689e14aaa1b82.png)
, а конституента
![$3$ $3$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/d/c/5dc642f297e291cfdde8982599601d7e82.png)
это
![$A_1-(A_2\cup A_3)$ $A_1-(A_2\cup A_3)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/5/2/152554f72c20c328a4ce0375716ea50b82.png)
, рис. 6.]
4.
В доказательстве на стр. 31, седьмая строчка сверху , есть выражение
Цитата:
Это, конечно, так, но здесь, наверное, все же опечатка: вместо знака включения должен стоять знак равенства? (Здесь
![$X\subset Y$ $X\subset Y$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/a/0/7a0b9ca7300ae377f0e19a74472d50f482.png)
.)
Дальше. Со строчки 11:
Цитата:
Здесь явное несоответствие, потому что
![$$[(S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})\cup (S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q})]\ne S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q}.$$ $$[(S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})\cup (S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q})]\ne S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q}.$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/e/e/deef9d193b023c0df726b5be02c7b6cd82.png)
(Здесь
![$X\not \subset Y, \; X\cap Y\ne \varnothing$ $X\not \subset Y, \; X\cap Y\ne \varnothing$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/3/2/732c31be6561c67d44ed8de6a43ee5c482.png)
.)
Если выбросить
![$(S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q})-(S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})$ $(S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q})-(S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/9/5/19551c78a4fe117d51d00eb7eba18c0c82.png)
, то получим
![$$X-Y=X-(X\cap Y)=[(S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})\cup (S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q})]-(S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})=$$ $$X-Y=X-(X\cap Y)=[(S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})\cup (S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q})]-(S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})=$$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/1/3/213d43d69fd4765f95593f7dc1990dfc82.png)
Цитата:
(это, конечно, тоже так, но непонятно, зачем об этом говорить)
Цитата:
![$$=S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q},$$ $$=S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q},$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/8/3/5837c60bbdf47d6c2d3063f2076012ab82.png)
поскольку
![$(S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q})\cap (S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})=0.$ $(S_{j_1}\cup \ldots \cup S_{j_q})\cap (S_{i_1}\cup \ldots \cup S_{i_p})=0.$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/8/3/e/83e9db3a7a240f85ac372c3f0e7492bf82.png)
Теорема доказана.