現代数学の系譜工学物理雑談古典ガロア理論も読む61

2019/02/17(日) 22:12:26.15

この伝統あるガロアすれは、皆さまのご尽力で、
過去、数学板での勢いランキングで、常に上位です。

このスレは、現代数学のもとになった物理・工学の雑談スレとします。たまに、“古典ガロア理論も読む”とします。
それで宜しければ、どうぞ。
後でも触れますが、基本は私スレ主のコピペ・・、まあ、言い換えれば、スクラップ帳ですな～（＾＾
最近、AIと数学の関係が気になって、その関係の記事を集めています～（＾＾
いま、大学数学科卒でコンピュータサイエンスもできる人が、求められていると思うんですよね。

スレ主の趣味で上記以外にも脱線しています。ネタにスレ主も理解できていないページのURLも貼ります。関連のアーカイブの役も期待して。
話題は、散らしながらです。時枝記事は、気が向いたら、たまに触れますが、それは私スレ主の気ままです。

スレ46から始まった、病的関数のリプシッツ連続の話は、なかなか面白かったです。
興味のある方は、過去ログを（＾＾

なお、
小学レベルとバカプロ固定
サイコパスのピエロ（不遇な「一石」https://textream.yahoo.co.jp/personal/history/comment?user=_SrJKWB8rTGHnA91umexH77XaNbpRq00WqwI62dl 表示名:ムダグチ博士 Yahoo! ID/ニックネーム:hyperboloid_of_two_sheets （Yahoo!でのあだ名が、「一石」）
（参考）http://blog.goo.ne.jp/grzt9u2b/e/c1f41fcec7cbc02fea03e12cf3f6a00e サイコパスの特徴、嘘を平気でつき、人をだまし、邪悪な支配ゲームに引きずり込む 2007年04月06日
（なお、サイコの発言集「実際に人を真っ二つに斬れたら爽快極まりないだろう」、「狂犬」、「イヌコロ」、「君子豹変」については後述（＾＾；）
High level people
低脳幼稚園児のAAお絵かき
上記は、お断り！
小学生がいますので、18金（禁）よろしくね！（＾＾

（旧スレが1000オーバー（又は間近）で、新スレを立てた）

2019/03/03(日) 15:16:45.71

>>721 補足

　戸松先生（下記）
「選択公理とは, このような無限回の操作が可能であることを認める公理であるといえる」
　この選択公理と数学的帰納法のところを補足する

(引用開始)
https://www.ma.noda.tus.ac.jp/u/rto/m1b/M1B6.pdf
数学IB No.6 担当: 戸松玲治
8 選択公理
(抜粋)
数学的帰納法によって
x1 < x2 < ・・・ < xn < ・・・ (8.1)
なるX 内の無限列(xn)∞ n=1 が取れる.
　「論法」の数学的帰納法が示しているのは, 各n に対してxn < xn+1 となるxn+1 があることだ
けである. 問題はすべてのn に対して同時にx1 < x2 < ・・・ < xn < ・・・となる元を取り出せるか, と
いうことにある(これができなければ, 有限時間に生きる我々には議論を終えることができない). 言
い換えるなら, 上記(8.1) を満たすような唯1 つに定まる写像f : N → X (n → xn) が我々にとれる
のであろうか？このように,「無限列を作る」という操作は一見簡単に見えて, 実は難しい.
　選択公理とは, このような無限回の操作が可能であることを認める公理であるといえる. 我々には
不可能であるが, 当然のことのように思えるものだから, 公理として認めようというものである. つ
まり選択公理は超絶技巧なのであり, その武器を使用することを許したのである
(引用終り)

（言いたいことの要約）
１）選択公理は、整列可能定理と同値
２）整列可能定理は、自然数では、整列原理と呼ばれるが（後述）
　　整列原理と、数学的帰納法の原理は、同値（後述）
３）なので、可算選択公理 vs 整列原理 vs 数学的帰納法の原理（同値）の関係あり

４）なので、選択公理 vs 整列可能定理 vs 超限帰納法の原理
　（”超限帰納法の原理”が同値かどうか未確認だが、上記４）との対比で、選択公理抜きでは、超限帰納法は不成立だろう
　　「整列原理と数学的帰納法の原理が同値」だから、自然数の整列集合としての性質は、公理として決める必要あり
　　　同様に、非可算無限集合の整列集合としての性質もまたは、公理として決める必要ありだよと）

つづき

2019/03/03(日) 15:18:19.36

>>771

つづき

まず、”１）選択公理は、整列可能定理と同値”は、下記
（なお、選択公理の言い換えが沢山あることに、ご注目ください）

http://alg-d.com/math/ac/wot.html
整列可能定理について : 選択公理 | 壱大整域 2012年08月05日
(抜粋)
定理1 次の命題は(ZF上)同値．
1.選択公理
2.任意の集合は整列可能 (整列可能定理)．
3.任意の集合Xに対して，ある順序数αと全単射 X→αが存在する．
4.任意の集合Xに対して，ある順序数αと全射α→X が存在する．
5.任意の集合Xに対して，ある順序数αと単射 X→αが存在する．
証明略
定理2 整列可能定理 ←→ 選択関数を持つ集合は整列可能
証明略
定理3 選択公理
←→「Xが有限集合←→(X, ≦)が整列順序ならば(X, ≧)も整列順序」
証明略
(引用終り)

つづく

2019/03/03(日) 15:19:29.72

>>772

つづき

２）整列原理と、数学的帰納法の原理は、同値（後述）
３）なので、可算選択公理 vs 整列原理 vs 数学的帰納法の原理（同値）の関係あり

http://akademeia.info/index.php?%BC%AB%C1%B3%BF%F4
Security Akademeia
自然数の整列性と数学的帰納法の原理の関係
(抜粋)
この自然数の整列と数学的帰納法の原理は同値である。
[定理]自然数の整列性←→数学的帰納法の原理
[証明]
略
(引用終り)

つづく

2019/03/03(日) 15:23:17.54

>>773
つづき
http://wankora.bl og31.fc2.com/bl og-entry-1849.html
わんこら日記2009/06/24
数学的帰納法は何故証明したことになるか？は証明になってない
(抜粋)
この前書いた
数学的帰納法は何故証明したことになるか？
http://wankora.bl og31.fc2.com/bl og-entry-1824.html
って記事がどうも数学を専攻した人らの中で問題になってて
どうもオレが書いた証明は自然数が整列集合であると言うことを用いて数学的帰納法が正しいと言うことを書いてんけど、自然数が整列集合であることは数学的帰納法によって証明されるとこが問題らしい
オレが参考にした本はたぶん自然数が整列集合であることを原理として数学的帰納法を証明する趣旨みたいに感じてんけど、
Nを自然数全体の集合として
「1を含む任意の部分集合A⊂Nについて、もしn∈Aならばn+1∈AであればA=N」
という自然数の公理に数学的帰納法の公理があって、これを原理とすれば
「数学的帰納法
P(n)を自然数nに関する命題として
(1)P(1)が成立
(2)P(n)が成り立つならばP(n+1)が成り立つ。
が成立すれば、すべての自然数nに対してP(n)は成立」
を
「A={n∈N|P(n)が成り立つ}とすると(1)より1∈A,(2)よりn∈Aならばn+1∈A。よってA=Nである」
と言うように証明できて逆はほぼ自明やから、要するにこの数学的帰納法の公理と数学的帰納法は同値やねんけど、この数学的帰納法の公理を使うことで
「自然数の整列性
自然数の任意の空でない部分集合は最小元をもつ。」
を
「Sを自然数の空でない集合として、T={n∈N|任意のa∈Sについてn≦a}とおくと
1∈T,T≠Nであるが、もしn∈Tならばn+1∈TとするとT=Nとなり矛盾するので、
m∈Tならばm+1∈Tでないmが存在する。m∈Tから任意のa∈Sについてm≦aであるが、もしm∈Sでないならば、任意のa∈Sについてm＜aになる。
よってa-mは1または1より大きいから、m+1=aまたはm+1＜a。
よってm+1≦aとなり、m+1∈Tでないことに矛盾する。
よってm∈SでありこれがSの最小元である。」
と言うように証明できるねん
だから数学的帰納法が成立することと自然数が整列集合であると言うことは同値であって、どっちを原理にするかの問題
数学的帰納法は、それ自体が自然数の公理であって証明出来る性質のもんではない
つづく

2019/03/03(日) 15:24:10.18

>>774
つづき

（参考）
https://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_induction
Mathematical induction （数学的帰納法）
(抜粋)
8 Equivalence with the well-ordering principle
Equivalence with the well-ordering principle
The principle of mathematical induction is usually stated as an axiom of the natural numbers; see Peano axioms. However, it can be proved from the well-ordering principle.
It can also be proved that induction, given the other axioms, implies the well-ordering principle.（整列原理）

https://en.wikipedia.org/wiki/Well-ordering_principle
Well-ordering principle （整列原理）
(抜粋)
In mathematics, the well-ordering principle states that every non-empty set of positive integers contains a least element.[1]
In other words, the set of positive integers is well-ordered by its "natural" or "magnitude" order in which x precedes y if and only if y is either x or the sum of x and some positive integer (other orderings include the ordering 2, 4, 6, ..., 1, 3, 5, ...).

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B4%E5%88%97%E9%9B%86%E5%90%88
整列集合
(抜粋)
自然数全体の成す集合 N が通常の大小関係 "<" に関して整列集合となるという事実は、一般に整列原理と呼ばれる。
(引用終り)

つづく

2019/03/03(日) 15:28:34.24

>>775
つづき

４）なので、選択公理 vs 整列可能定理 vs 超限帰納法の原理
　　非可算無限集合の整列集合としての性質もまたは、それは公理として決めるものだと
　　∵ 自然数の整列集合としての性質さえ、公理とする必要があるのだから。そして、ZFCで選択公理を認めるなら、それはなんの問題もないのだ

（超限帰納法参考）
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B0%E5%AD%A6%E7%9A%84%E5%B8%B0%E7%B4%8D%E6%B3%95
数学的帰納法
(抜粋)
超限帰納法
上記の形で自然数について定式化された数学的帰納法は、任意の整列集合に対して次のように一般化することができる。この一般化を超限帰納法 (ちょうげんきのうほう、英: transfinite induction)という。任意濃度の集合は選択公理と同値な整列可能定理により整列順序を持つとすることができるので、選択公理を含む公理系であれば超限帰納法は任意濃度の集合に対して成立すると主張できる。

http://fuchino.ddo.jp/kobe/forcing-LN-2015.pdf
Forcing 入門
渕野昌 (Saka´e Fuchino)
2017 年 03 月 20 日 (08:46) 版

Part II 超限帰納法
8. 整列順序 . . . . . . 24
9. 順序数 . . .. . . . . 29
10. 順序数算術 . . . . .. . . . . 33
11. 整順関係とモストフスキー崩壊 . . . . . . . . . . 33
12. 整列化定理 . . . . . . . . . 38
13. 基数算術. . . . . 43

以下は，2015 年度神戸大学システム情報学研究科で開講の「数理論理学特論」の講義録に
手を入れたものである．

以上

現代数学の系譜 工学物理雑談 古典ガロア理論も読む61

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