Zornの補題


T0が塔になることの証明

p∈P(X×Y), f:Z→X, g:Z→Y に対して p+: P(X)→P(Y), p-: P(Y)→P(X), p*(f,g): P(Z)→P(Z) を

と定義します。

h:X→Y に対して h+: P(X)→P(Y), h-: P(Y)→P(X),

と定義します。

f: P(X)→P(Y) が

と定義します。

f,k: P(X)→P(Y), g: P(Y)→P(Z) のとき

と定義します。 f,k: P(X)→P(Y), g: P(Y)→P(Z) が IMG を満たすとすると となります。

f,k: P(X)→P(Y), g: P(Y)→P(Z) のとき 次のことが成り立ちます。

e: X→P(X), u: P(X)⊇{{x}|x∈X}→X を

と定義します。

Xを集合、G⊆P(X)、P⊆P(G)、p: P(G)→P(G)、p(H)=H∩P、 c: P(X)→P(X)、c(Y)=Y∩Gとします。 o, s: G→G を

を満たすものとします。 j: P(P(X))→P(X) を IMG を満たし、 ξ が IMG、MAP、EXT を満たし ζ が ψ + ζ ⊆ ψ (∀ψ: P(G)→P(G)) を満たすならば を満たすものとします。 と定義します。 f: P(G)→P(G) とすると次のことが成り立ちます。

τ + e + T* = τ + e

証明 (i) τ + e + T1 = τ + e
(T1 * u) + Init ⊆ T1 * (u + Init) = T1 * (T1 + u + Init) ⊆ T1 * (T1 + u) = T1 * u
τ + Init = ρ + (T* * u) + Init = ρ + ((T* + T1) * u) + Init = ρ + T* + (T1 * u) + Init
ρ + T* + (T1 * u) = ρ + (T* + T1) * u = ρ + (T* * u) = τ

(ii) τ + e + T2 = τ + e
(T2 * u) + Suc ⊆ T2 * (u + Suc) = T2 * (T2 + u + Suc) ⊆ T2 * (T2 + u) = T2 * u
τ + Suc = ρ + (T* * u) + Suc = ρ + ((T* + T2) * u) + Suc = ρ + T* + (T2 * u) + Suc
ρ + T* + (T2 * u) = ρ + (T* + T2) * u = ρ + (T* * u) = τ

(iii) τ + e + T3 = τ + e
(T3 * u) + Lim ⊆ T3 * (u + Suc) = T3 * (T3 + u + Lim) ⊆ T3 * (T3 + u) = T3 * u
τ + Lim = ρ + (T* * u) + Lim = ρ + ((T* + T3) * u) + Lim = ρ + T* + (T3 * u) + Lim
ρ + T* + (T3 * u) = ρ + (T* + T3) * u = ρ + (T* * u) = τ

T0が鎖になることの証明

次のように定義します。

次のことが成り立ちます。

τ ⊆ (τ * γ) * β

証明 (i) ((τ * γ) * (β ∩ τ)) + e + T1 = ((τ * γ) * (β ∩ τ)) + e
β + Init ⊆ ⊆- ⊆ β
(β ∩ τ) + Init ⊆ β + Init ⊆ β
(β ∩ τ) + Init ⊆ τ + Init ⊆ τ
(β ∩ τ) + Init ⊆ β ∩ τ
((τ * γ) * (β ∩ τ)) + Init ⊆ (τ * γ) * (β ∩ τ)

(ii) ((τ * γ) * (β ∩ τ)) + e + T2 = ((τ * γ) * (β ∩ τ)) + e
β + Suc
= (⊆- ∪ (Suc + ⊆+)) + Suc
(⊆- + Suc) ∪ (Suc + ⊆+ + Suc)
(⊆- + Suc) ∪ (Suc + ⊆+ + ⊆+)
(⊆- + Suc) ∪ (Suc + ⊆+)
((τ * γ) * (β ∩ τ)) + Suc
(τ * γ) * ((β ∩ τ) + Suc)
(τ * γ) * ((β + Suc) ∩ (τ + Suc))
(τ * γ) * (((⊆- + Suc) ∪ (Suc + ⊆+)) ∩ τ)
(τ * γ) * (((⊆- + Suc) ∪ (Suc + ⊆+)) ∩ γ ∩ τ)
(τ * γ) * (((⊆- + Suc) ∪ (Suc + ⊆+)) ∩ (⊆- ∪ ⊆+) ∩ τ)
(τ * γ) * ((⊆- ∪ ((⊆- + Suc) ∩ ⊆+) ∪ (Suc + ⊆+)) ∩ τ)
(τ * γ) * (β ∩ τ)

(iii) ((τ * γ) * (β ∩ τ)) + e + T3 = ((τ * γ) * (β ∩ τ)) + e
β + Lim
= (⊆- ∪ (Suc + ⊆+)) + Lim
- ∪ (Suc + ⊆+)
= β
(β ∩ τ) + Lim ⊆ β + Lim ⊆ β
(β ∩ τ) + Lim ⊆ τ + Lim ⊆ τ
(β ∩ τ) + Lim ⊆ β ∩ τ
((τ * γ) * (β ∩ τ)) + Lim ⊆ (τ * γ) * (β ∩ τ)

τ ⊆ τ * γ

証明 (i) (τ * γ) + e + T1 ⊆ (τ * γ) + e
γ + Init ⊆ ⊆- ⊆ γ
τ * (γ + Init) ⊆ τ * γ
(τ * γ) + Init ⊆ τ * γ

(ii) (τ * γ) + e + T2 ⊆ (τ * γ) + e
τ ⊆ (τ * γ) * β ⊆ (τ * γ) * (Suc + γ) ⊆ ((τ * γ) + Suc) * γ
(τ * γ) + Suc ⊆ (((τ * γ) + Suc) * γ) * γ ⊆ τ * γ

(iii) (τ * γ) + e + T2 ⊆ (τ * γ) + e
γ + Lim
= (⊆- ∪ ⊆+) + Lim
- ∪ ⊆+
= γ
τ * (γ + Lim) ⊆ τ * γ
(τ * γ) + Lim ⊆ τ * γ