• Tidak ada hasil yang ditemukan

{ } Γ { } { } ( ) ( ) ( ) { } ( ) { } { { ( )A { }c ( )A

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2023

Membagikan "{ } Γ { } { } ( ) ( ) ( ) { } ( ) { } { { ( )A { }c ( )A"

Copied!
8
0
0

Teks penuh

(1)

8

О ФОРКИНГЕ ДЛЯ PM ТЕОРИИ И СТАБИЛЬНОСТЬ

ЦЕНТРАЛЬНЫХ ТИПОВ PJ -ТЕОРИЙ В ОБОГАЩЁННОЙ СИГНАТУРЕ А.Р. Ешкеев

Карагандинский государственный университет имени Е.А.Букетова, Караганда, Казахстан

e-mail: modth1705@mail.ru 1. Центральные типы PJ теорий.

В статье [1] был определён класс PJ-теорий. Этот класс является позитив- ным обобщением класса йонсоновских теорий. В данной статье мы изучаем соответ- ствующее понятие P-λ-стабильности (в смысле [2]) и соответствующее понятие синтаксического подобия (в смысле [4]) в некотором эквивалентном стиле в классе

+-полных, совершенных PJ-теорий. А также мы рассматриваем некоторое обо- гащение сигнатуры таких теорий и в рамках некоторых манипуляций с символами новой сигнатуры относительно старой, мы определяем понятие центрального типа этих теорий. Таким образом, введённое понятие дат нам возможность изучать раз- личные теоретико-модельные вопросы касающиеся, например стабильности как в [2]. В конечном итоге мы замечаем ,что такой подход позволяет рассматривать и изучать многие PJ-аналоги понятий и их свойств из классической теории моделей в рамках PJ-теорий.

Пусть T есть произвольная PJ– теория в языке первого порядка сигнатуры σ . Пусть C является семантической моделью теории T. AC. LetσΓ(A)=σ ∪

{

ca |aA

}

∪Γ, где Γ=

{ } { }

P c . Пусть

( )

= ∀∃

( )

,

{ ( )

| ∈

}

{ } { ( )

∪ " ⊆"

}

Γ A Th + C a P c a A Pc P

TPJ a A a , где

{

"P⊆"

}

есть бесконечное множество предложений ,выражающих тот факт, что интерпретация символа P есть экзистенциально-замкнутая подмодель в языке сигнатуры σ. Требование экзистенци- альной замкнутости является существенным в том смысле, что интерпретация симво- ла P должна быть бесконечной. Понятно, что рассмотренное множество предложе- ний является теорией и эта теория вообще говоря не полна. Через SΓPJ обозначим множество всех +- пополнений теории TΓPJ

( )

A . Пусть λ произвольный бесконечный кардинал.

Будем говорить, что PJ-теория T J-P-λ- стабильна, если SΓPJ λ для любого подмножества A модели C, так ,что A λ.

Рассмотрим все пополнения теории T* для теории T в языке сигнатуры σΓ,где

{ }

c

=

Γ .Так как T* является PJ-теорий , она имеет свой центр и мы обозначим его через Tc. При ограничении теории Tc до сигнатуры σ теория Tc становится полным типом. Этот тип мы и назовем центральным типом теории T. Заметим, что все семантические модели элементарно эквивалентны между собой.

В силу этого и совершенности теории определение центрального типа корректно.

Лемма 1.1.

Пусть T– совершенная PJ-теория, тогда TΓPJ

( )

A -совершенная PJ-теория.

(2)

Доказательство. Прежде всего мы должны заметить ,что добавление символов констант и символа 1-местного предиката Р не портит PJ-ность теории T и тео- рии T*. Доказательство этого факта есть стандартная проверка определение

PJ

∆ -ности . Для доказательства совершенности TΓPJ

( )

A достаточно показать, что

( )

A

TΓPJ имеет семантическую модель, которая насыщенна в своей мощности. А это следует из определения TΓPJ

( )

A . Так как в качестве модели мы рассматриваем модель

C теории T и так как в зависимости от подмножества A и интерпретации одно- местного предиката P в C будет модель D=(C,M,a) aA, где M есть экзистенци- ально-замкнутая подмодель модели C , легко заметить ,что D будет насыщенна в своей мощности, так как модель C является экзистенциально-замкнутая моделью.

Это верно для всех семантических моделей теории T. Теорема 1.1.

Пусть T+-полная совершенная PJ-теория. Тогда следующие условия эк- вивалентны:

1) Теория Tc P-λ-стабильна (в смысле [2]);

2) Теория T* J-P-λ- стабильна . Доказательство.

Из 1) в 2) доказательство тривиально ,так как если всех пополнений не более чем λ, тогда и +-пополнений не более чем λ. Докажем из 2) в 1).Пусть теория T*-

P

J− -λ-стабильна. Это эквивалентно тому, что TΓPJ

( )

A в сигнатуре

{

}

∪Γ

Γ(A)=σ ca |a A

σ логически эквивалентно позитивной оболочке Кайзера T0 теории T. В силы совершенности теории T мы имеем, что T0=T* и следовательно

( )

A

TΓPJ =T0, а значит она будет совершенной PJ- теорий. Пусть теория T0 имеет не более чем λ +- пополнений. В этом случае центр теории T в языке новой сигна- туры будет логически эквивалентен Th(C,a)aA

{

P(ca)|aA

} {

"P"

}

{ }

P

( )

c . Ясно, что T*= Tc .Теперь нам следует показать, что T* имеет не более чем λ пополнений.

Это и будет означать, её P-λ- стабильность. Поймём почему T* не полна в новой сигнатуре. Добавление констант даёт только несущественные расширения, а это не меняет количество типов экзистенциально-замкнутых подмоделей C. Существенную роль играет реализация предиката P. Но в этом случае реализацией предиката P бу- дет некоторая элементарная подмодель M модели C. В силу того, что C является семантической моделью теории T, эта подмодель будет экзистенциально-замкнутой подмоделью C. Так как из (MC) следует, что MET. Рассмотрим произвольное пополнение T' теории T* в новом языке. По определению T* существует такая мо- дель M из ET+, что T'=Th(C,M,a)aA, где M –интерпретация предиката P в семанти- ческой модели C. Ясно , что T'=Th(C,M,a)aA есть PJ- теория. В этом случае

'

T является позитивной модельно полной теорией. В следствии этого (позитивной модельной полноты теории T') мы имеем ,что любая формула в T'эквивалентна не- которой позитивной экзистенциальной формуле в T'. Тогда в силу +- полноты тео- рии T таких пополнений по выше сказанному не более чем λ. Таким образом утвер- ждение доказано.

(3)

10 Пусть T произвольная PJ- теория, тогда

ω

<

+

+ =

n

n T

E T

E ( ) ( ), где En(T)

+ есть решётка позитивных экзистенциальных формул с точно n- свободными переменными.

Пусть T1 и T2 - ∆−PJ теории.

Мы будем говорить что T1 и T2 -∆−PJ синтаксически подобны между собой, если существует биекция f :E+(T1)E+(T2) такая ,что

1) Ограничение f до En+(T1) есть изоморфизм En+(T1) и En+(T2), n<ω; 2) f(∃vn+1ϕ)=∃vn+1f(ϕ),ϕ∈En+(T),n<ω,

3) f(v1 =v2)=(v1 =v2).

Теорема 1.2.

Пусть T1 и T2 есть +- полные совершенные PJ-теории. Тогда следующие условия эквивалентны:

1) T1* и T2* J-синтаксически подобны в смысле [3]

2) T1c и T2c синтаксически подобны в смысле [4]

Доказательство.

Покажем из 1) в 2). Мы имеем ,что для любого n<ω En+(T1) изоморфна En+(T2). Пусть этот изоморфизм будет f1n. В силу условий теоремы для любого n<ω En(T1) и

) (T2

En есть булевы алгебры. Но в силу совершенности T1 и T2 мы имеем , что T1* и

*

T2 являются позитивными модельно полными теориями и поэтому для любого n<ω, ϕ(x) ∈ Fn (T1*) существует ψ(x) из En+(T1*) так, что в T1*=ϕ ↔ψ . И так как T1 полна для позитивно экзистенциальных предложений и En+(T1)En+(T1*) (в силу T1T1*), мы имеем, что En+(T1) = En+(T1*). Аналогично мы имеем ,что En+(T2) = En+(T2*). Для любого n<ω, ϕ1(x) ∈Fn (T1*) мы определяем следующее отображение между Fn (T1*)

и Fn (T2*) вот таким образом f2n1(x))= f1n1(x)), где в 1 1

*

1 =ψ ↔ϕ

T , для ψ1En+(T1). Легко заметить ,что в силу f1n и выше сказанного, f2n является биекцией и задаёт нам нужный изоморфизм между Fn (T1*) и Fn (T2*). Следовательно T1* и T2* – синтак- сически подобны в смысле [4]. Но из предыдущего результата (Теорема 1.1. ) в связи с тем ,что T*= Tc , мы имеем ,что 1)⇒2) теоремы 1.2. доказано.

2)⇒1). В эту сторону тривиально так как Fn (T1*) изоморфна Fn (T2*) для любого ω

<

n , и в силу условий теоремы этот изоморфизм продолжается для всех их подал- гебр.

Следующее определение даёт нам другой вид подобия, он слабее предыдущего.

Все определения взяты из [4].

(1) Под чистой тройкой мы понимаем А,Г,М ,где A есть непустое множеств, Г-группа перестановок на A , и М есть семейство подмножеств множества A таких, что MM g(M)M для каждого gГ.

(2) Если А1,Г1,М1 и А2,Г2,М2 есть чистые тройки , и ψ :A1 A2 есть биекция,тогда ψ есть изоморфизм , если

(i)

{

1

}

1

2 g :g Г

Г = ψ ψ ∈ ; (ii) М2 =

{

ψ(E):EM1

}

.

(4)

Чистая тройка C,G,N называется семантической тройкой теории T(сокращён- но с.т.), где C есть универсум модели C, G= Aut(C) и Nесть класс всех подмно- жеств C ,которые являются универсумами подходящей элементарной подмодели модели C.

Полные теории T1 и T2 семантически подобны между собой , если их семанти- ческие тройки изоморфны между собой.

Отметим следующий результат из [4].

Предложение 1.1. [4]

Если теории T1 и T2 синтаксически подобны между собой ,то они и семантически подобны между собой .

Обратное, вообще, говоря неверно.

Свойство (или понятие) теории (или модели , или элемента модели) называется семантическим ,если оно инвариантно относительно семантического подобия.

Оказалось , что много важных понятий из классической теории моделей принад- лежит следующему списку.

Предложение 1.2 .[4]

Следующие свойства и понятия являются семантическими:

(1) форкинг;

(2) λ- стабильность;

(3) Ранг Ласкара;

(4) Сильный тип ;

(5) Последовательность Морли;

(6) Ортогональность,регулярность типов;

(7) I(ℵα,T) - функция спектра моделей теории .

В силу этого замечания мы можем сказать , что все выше указанные свойства и понятия из предложения 2 в классе центров +-полных совершенных -PJ теорий являются семантическими. Более того, если мы будем рассматривать центральные типы в некоторых обогащениях сигнатуры то ситуация не изменится. И было бы ин- тересно рассмотреть PJ- аналогичный список выше указанных понятий и свойств

PJ

∆ теорий.

2 О PJ-форкинге в классе PM теорий.

Нашей задачей является определение аксиоматическим путем понятие форкинга для PM -теории, когда она совершенная αйонсоновская теория. Мы идем путем обобщения результатов из [5],[6]. Дадим следующие определения.

Определение 2.1. Пусть M - Σα++1-насыщенная -позитивно α +1экзистенци- ально замкнутая модель мощности к (к достаточно большой кардинал) PM - теории Tα++1-насыщенность означает насыщенность относительно Σα++1-типов в своей мощности). Напомним, что модель M теории Tназывается -позитивно экзи- стенциально замкнутой, если для каждого -гомоморфизма f :M → N и каждого

M

a∈ , и ϕ(x,y):N=yϕ(f

( )

a,y)M =yϕ

( )

a,y .

(5)

12

Пусть T PM -теория, SPM(X)-множество всех позитивных Σα++1 полных n-типов над X , совместных с T, для каждого конечного n.

Пусть A -класс всех подмножеств M,P-класс всех Σα++1 -типов (не обязательно полных), пусть PJNFP×A-некоторое бинарное отношение. Мы накладываем на

PJNF (позитивно йонсоновский нефоркинг) следующие аксиомы:

Аксиома 1. Если (p,A)PJNF,f Aut(M),f(A)=B, то (f(p),B)PJNF. Аксиома 2. Если (p,A)PJNF,q p, то (q,A)PJNF.

Аксиома 3. Если ABC,pSPM(C), то (p,A)PJNF (p,B)PJNF и .

) ,

(pB APJNF

Аксиома 4. Если AB,dom(p)B,(p,A)PJNF, то qSPM(B) (pq и ).

) ,

(q APJNF

Аксиома 5. Существует кардинал µ такой, что если PJNF

A p B S p C B

A⊆ ⊆ , ∈ PM( ),( , )∈ , то

{

qSPM(C):pqи (q,A)PJNF

}

<µ.

Аксиома 6.Существует кардинал ρтакой, что pP,AA, если (p,A)PJNF, то A1A,(A1 <ρи (p,A1)PJNF).

Аксиома 7. Если pSPM(A), то (p,A)PJNF.

Классическое понятие форкинга принадлежит Шелаху.

Определение 2.2. Множество формул

{

ϕ

( )

x,ai :i<k

}

= p называется kнесовме- стным для некоторого положительного целого k, если каждое конечное подмножест- во pмощности kнесовместно, т.е. =¬x(ϕ(x,ai1)...∧ϕ(x,aik))для каждого

.

1 ... i k i < < k <

Частичный тип делится над множеством относительно kω, если существует формула ϕ

( )

x,a и последовательность ai:iω такая, что

1) p−ϕ(x,a),

2) tp(a/A)=tp(ai/A) для всех i, 3)

{

ϕ

( )

x,ai :iω

}

kнесовместно.

Также pделится над A относительно некоторого k. Кроме того, p форкуется над A в T, если существуют формулы ϕ0(x,a0),...,ϕn(x,an) такие, что :

(i) p=0inϕi(x,ai),

(ii) ϕi(x,ai) делится над Aдля каждого i.

Следующая договоренность является важной. Фактически, мы будем говорить о семантическом аспекте PM теории. Если PM-теория T является αйонсо- новской, то с ModT мы работаем как с классом моделей некоторой йонсоновской теории. Если же PM-теория T не является αйонсоновской, то в качестве ModT мы будем рассматривать класс ее позитивно экзистенциально замкнутых моделей

+ T

Σα+1 . Такой подход для класса Σα++1T-класса экзистенциально замкнутых моделей произвольной универсальной теории T был рассмотрен в [7]. Так как относительно йонсоновских теорий возможны два случая: совершенный и несовершенный, то мы

(6)

будем придерживаться следующего. Хорошо известно из [8], что если йонсоновская теория Tсовершенна, то класс ее экзистенциально замкнутых моделей элементарен и совпадает с ModT*, где T*-ее центр. В противном случае, т.е. если теория Tнесовер- шенна, мы поступаем аналогично [7], только вместо ModTработаем с классом Σα++1T

рассматривается как расширение ET-класса экзистенциально замкнутых моделей (оба класса всегда существуют), и в зависимости от совершенности и несовершенности теории Tтеоретико-модельные свойства класса Σα++1Tпредставляют особый интерес.

В данной статье при рассмотренном рассматриваемые PM-теории являются

PM

∆ -совершенными, что является естественным обобщением совершенности в йонсоновском смысле.

Определение 2.3. Следуя [9], мы говорим, что модель AK является simple в классе K, если для любого BK такого, что существует гомоморфизм h:AB, сле- дует, что hявляется вложением. Мы говорим, что теория Tудовлетворяет условию

)

(S , если каждая модель AK является simple в классе K. В [9] замечено, что )

(S эквивалентно следующему синтаксическому свойству: (S') Каждая экзистенци- альная формула в L эквивалентна в T некоторой позитивной экзистенциальной фор- муле.

Легко заметить, что не йонсоновская PM-теория T в силу договоренности о ModTудовлетворяет свойству (S').

Мы будем использовать в доказательстве теоремы 2.2. следующие результаты:

Теорема 2.1. (Ramsey F.P.) [16, р.173] Пусть I -бесконечное множество, In

n<ω, -семейство всехподмножеств множества I , которые состоят точно из n эле- ментов. Если n = k < i j =

A A k A A

I 0 ... 1, ω, с i< j<k, то существует бесконеч- ное J I такое, что J nAi для некоторого i<k.

Лемма 2.1. [17,лемма 14.9] Пусть Tстабильная теория, M насыщенная модель мощности µ+, типы p1,p2S(M) не форкуется над A. Тогда если p1| A= p2| A, то существует тождественный на Aэлементарный мономорфизм f такой, что f(d1)~d2, где d1,d2-схемы, определяющие p1,p2 соответственно.

Класс всех -позитивно α+1 экзистенциально замкнутых моделей теории T обозначим через Σα++1T.

Определение 2.4. Мы, говорим что PM -теория T PMλ стабильна, если для любой модели A∈Σα++1T , для любого подмножества X множества A,

. )

( λ

λ⇒ ≤

S X

X PM ∆−PM-теория T PM -стабильна, если она PM λ-стабильна для некоторого λ.

Теорема 2.2. Пусть TPM -теория, α -йонсоновская, совершенная, полная для Σα+1-предложений. Тогда следующие условия эквивалентны:

1) отношение PJNF удовлетворяет аксиомам 1-7 относительно теории T ;

2) T* стабильна и для любых pP,AA((p,A)PJNF pне форкуется над A в смысле Шелаха).

(7)

14 Доказательство 2

1⇒ . Пусть λ=2ρTµ, где λ,ρ,µ-кардиналы, соответствующие аксиомам 1-7.

Теперь покажем, что T PM−λ-стабильна. Тогда, по теореме 2.1. из [10], мы будем иметь, что T* λ-стабильна . Очевидно, что λP =λ. Пусть A =λ. Если pSPM(A), то по аксиоме 7 (p,A)PJNF, и по аксиоме 6 существует APAтакой, что AP < pи

PJNF A

p, P)∈

( . Тогда по аксиоме 3 (p| AP,A)PJNF. Мы обозначаем p| AP через )

(p

g . По аксиоме 5

{

qSPM(A):g(q)=g(p)

}

<µ. Следовательно.

{

}

µ ρ ρ µ λρλλ=λρ =λ

PM T

PM A g p p S A A

S ( ) ( ): ( ) 2 . Следовательно, T

λ

PM -стабильна. И мы заключаем, что T* λ-стабильна по теореме 2.1. из [10].

Пусть теперь (p,A)PJNF. Покажем, что pне форкуется над A. Пусть )

(p dom

B= . Тогда по аксиоме 4 существует qSPM(B)такой, что pqи PJNF

A q, )

( . Докажем, что q не форкуется над A (тогда pне форкуется над Aпо ак- сиоме 2). Предположим обратное. Тогда в силу совершенности теории T и опреде- ления 2.2., а также (S') существует конечное множество позитивных экзистенциаль- ных формул Σ+0 такое, что q

{

ϕ:ϕΣ+0

}

и каждая формула ϕΣ+0 делится над A. Пусть C=BD, D-множество констант, входящих хотя бы одну из формул из Σ+0. По аксиоме 4 существует q0SPM(C) такой, что qq0 и (q0,A)PJNF. Очевидно, что q0

{

ϕ:ϕΣ+0

}

, следовательно существует ϕ(x,a)q0Σ0+. Используя теорему 2.1., теорему компактности и делимость ϕ(x,a)над A, мы можем показать существо- вание последовательности aα :α <µ+ и элементарных мономорфизмов fα,α <µ+, тождественных на A так, что a0 =a,aα = fα(a),α <µ+ и

{

ϕ(x,aα):α <µ+

}

k- несовместно для некоторого k<ω.

Пусть E=C

{

aα :α <µ+

}

,qα = fα(q0).0<α <µ+. По аксиоме 1 (q0,A)PJNF,

+

α , по аксиоме 4 существуютq'αSPM(E) такие, что qαq'α и (qα',A)PJNF. Ясно, что ϕ(x,aα)∈q'α, qαq'α, α <µ+. Мы имеем,

{

q'α:α <µ+

}

=µ+, так как

{

ϕ(x,aα):α <µ+

}

k-несовместно. Получили противоречие с аксиомой 5. Следователь- но, q не форкуется над A. Таким образом, мы имеем, что если (p,A)PJNF, то pне форкуется над A.

Докажем в обратную сторону. Пусть P не форкуется над A. Так как теория T совершенна, то T* модельно полна [8], и для нас достаточно работать только с экзи- стенциальными типами, более того в силу (S') с позитивно экзистенциальными типа- ми, и рассматривать Σ+α+1-насыщенные позитивные α+1-экзистенциально замкнутые модели теории T . Нам нужно доказать, что (p,A)PJNF. Пусть

µ

> ρ

A M dom p M T

M , ( ), 2 и M Σ+α+1-насыщенная модель теории T*,

t t p M S

tPM( ), ⊆ , не форкуется над A. По аксиоме 7 (t| A,A)PJNF, и по аксиоме

(8)

5 существует qSPJ(M) такой, что qt| A и (q,A)PJNF. Как показано выше PJNF

A q, )

( влечет, что q не форкуется над A. По лемме 1 существует автоморфиз- мы f модели M тождественный на A такой, что y= f(q). Тогда по аксиоме 1

PJNF A

t, )

( , и по аксиоме 2 (p,A)PJNF. Следовательно, 12доказано.

1

2⇒ . Так как центр теории T , а именно, T* является полной теорией, то к нему можно применить свойства форкинга в смысле Шелаха. Например, как в доказатель- стве теоремы 19.1 (21) из [11]. Полученные результаты (аналоги аксиом 1-7 для полных теорией) можно легко ограничить до обобщений соответствующих понятий в

α-йонсоновском смысле.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ешкеев А.Р. Категоричные позитивные теории. Синтаксис и семантика логических систем. Материалы российской школы-семинара, посвященной 100-летию со дня рождения Курта Геделя, 23-27 август 2006 г., Иркутск, Институт математики СО РАН, Изд-во гос. Пед. Ун-т, 2006, 124 с., с. 28-32.

2. Мустафин Т.Г.,Нурмагамбетов Т.А. О Р-стабильности полных теорий //Cтруктурные свойства алгебраических систем .сборник научных трудов .- Караганда :Изд.КарГУ,1990.-125стр.-88-100

3. Ешкеев А.Р. О PJ-подобии в PJ-теориях //Вестник КазНПУ, №4(20), 2007. – С.113-117

4. Mustafin T.G. On similarities of complete theories // Logic Colloquium ’90: proceedings of the Annual European Summer Meeting of the Association for Symbolic Logic, - held in Helsinki, - Finland, - July 15-22, - 1990, P. 259-265

5. Ешкеев А.Р. О J-форсинге совершенных йонсоновских теорий // Вестник КарГУ, серия математика. №3(43)/2006 С.18-22

6. Ешкеев А.Р. О PJ-форкинге в классе PJ -теорий // Вестник КазНУ. Серия мате- матика, механика, информатика, №3(54), 2007 С.10-16

7. Pillay A. Forking in the category of existentially closed structures / Connection between Model Theory and Algebraic and Analytic Geometry (A.Macintyr, ed), Quaderni di Matematica, vol.6, University of Naples,

8. Eшкеев A.Р.,.Оспанов Р.M Cвязь йонсоновских теорий с теоремой Линдстрема //

Tруды V-Казахско-Французского коллоквиума по теории моделей. Cборник науч- ных трудов. -- Караганда: Изд-во КарГУ, - 2001, -- C. 65-75.

9. Weispfenning V. The model-theoretic significance of complemented existential formulas / The Journal of Symbolic Logic Volume 46, Number 4, Dec.1981

10. Ешкеев А.Р., Бегетаева Г.С. Стабильность PM теории и её центра // Вестник КарГУ, 2009г. (в печати).

11. Мустфин Т.Г. Число моделей теорий / Караганда 1983.

Referensi

Dokumen terkait

На основании морфологического исследования биоптатов фиброзной капсулы, взятых интраоперационно до и после воздей- ствия импульсного электрического разряда доказано, что

Акпаева на митинге: «Внушал толпе, состоявшей из киргиз и татар, что теперь уездные начальники не нужны, что исполнять их требования не следует; если они придут в степь, то не давать им