Insieme transitivo

In matematica, e in particolare in teoria degli insiemi, un insieme si dice transitivo se vale una delle seguenti condizioni equivalenti:

  • se e , allora .
  • se e non è un Ur-elemento, allora è un sottoinsieme di .

Allo stesso modo, una classe è detta transitiva se ogni elemento di è un sottoinsieme di .

Un insieme è detto numero ordinale se è transitivo e totalmente ordinato dall'appartenenza. La classe di tutti gli ordinali è una classe transitiva.

Uno qualsiasi dei livelli   e   che portano alla costruzione dell'universo di von Neumann   e dell'universo costruibile di Gödel   sono insiemi transitivi. Gli universi   e   sono essi stessi classi transitive.

Quello che segue è un elenco completo di tutti gli insiemi transitivi finiti con un massimo di 20 parentesi: [1]

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Proprietà

modifica

Un insieme   è transitivo se e solo se  , dove   è l'unione di tutti gli elementi di   che sono insiemi,  .

Se   è transitivo, anche   è transitivo.

Se   e   sono transitivi,   e   sono transitivi. In generale, se   è una classe i cui elementi sono insiemi transitivi, allora   e   sono transitivi. (La prima affermazione di questo paragrafo si ottiene nel caso di  .)

Un insieme   che non contiene Ur-elementi è transitivo se e solo se è un sottoinsieme del proprio insieme potenza,   L'insieme potenza di un insieme transitivo senza Ur-elementi è transitivo.

Chiusura transitiva

modifica

La chiusura transitiva   di un insieme   è il più piccolo insieme transitivo che contiene   come sottoinsieme,  .[2] Dato l'insieme  , la sua chiusura transitiva risulta essere

 

Infatti, denotando   e  , vogliamo mostrare che l'insieme

 

è transitivo e che per ogni   insieme transitivo che contiene   come sottoinsieme, si abbia  .

Mostriamo che   è transitivo. Siano  . Ma allora esiste   tale che   e pertanto  . Poiché  , si ha   e   è transitivo.

Sia ora   come sopra. Mostriamo per induzione che   per ogni   e dunque che  . Il caso base vale essendo per ipotesi  . Ora supponiamo  . Allora  . Ma   è transitivo, quindi   e dunque   . Questo completa la dimostrazione.

Modelli transitivi della teoria degli insiemi

modifica

Voci correlate

modifica
  1. ^ OEIS, https://oeis.org/A004111.
  2. ^ Krzysztof Ciesielski, Set theory for the working mathematician, Cambridge University Press, 1997, p. 164, ISBN 978-1-139-17313-1, OCLC 817922080.