सुव्यवस्थित प्रमेय

गणित में, सुव्यवस्थित प्रमेय, जिसे ज़र्मेलो के प्रमेय के रूप में भी जाना जाता है, कहता है कि प्रत्येक समुच्चय (गणित) को सुव्यवस्थित किया जा सकता है। समुच्चय X सख्त कुल क्रम द्वारा सुव्यवस्थित है यदि X के प्रत्येक गैर-रिक्त उपसमुच्चय में क्रम के अनुसार न्यूनतम अवयव है। ज़ोर्न लेम्मा के साथ सुव्यवस्थित प्रमेय सबसे महत्वपूर्ण गणितीय कथन हैं जो विकल्प के स्वयंसिद्ध के समान हैं (अधिकांशतः एसी कहा जाता है, यह भी देखें ). अर्नेस्ट ज़र्मेलो ने सुव्यवस्थित प्रमेय को सिद्ध करने के लिए आपत्तिजनक तार्किक सिद्धांत के रूप में विकल्प के स्वयंसिद्ध को प्रस्तुत किया था। सुव्यवस्थित प्रमेय से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि प्रत्येक समुच्चय ट्रांसफिनिट इंडक्शन के लिए अतिसंवेदनशील है, जिसे गणितज्ञों द्वारा शक्तिशाली तकनीक माना जाता है। प्रमेय का प्रसिद्ध परिणाम बनच-तर्स्की विरोधाभास है।

इतिहास
जॉर्ज कैंटर ने सुव्यवस्थित प्रमेय को विचार का मौलिक सिद्धांत माना था। चूँकि, अच्छी तरह से आदेश $$\mathbb{R}$$ देने की कल्पना करना कठिन या असंभव माना जाता है ; इस तरह के विज़ुअलाइज़ेशन को विकल्प के स्वयंसिद्ध को सम्मिलित करना होगा। 1904 में, ग्युला कोनिग ने यह सिद्ध करने का प्रमाणित किया कि इस तरह की सुव्यवस्थित व्यवस्था उपस्थित नहीं हो सकती है। कुछ हफ्ते बाद, फेलिक्स हॉसडॉर्फ ने प्रमाण में गलती पाई। चूँकि, यह पता चला कि पहले क्रम के तर्क में सुक्रम प्रमेय विकल्प के स्वयंसिद्ध के समान है, इस अर्थ में कि विकल्प के स्वयंसिद्ध के साथ ज़र्मेलो-फ्रेंकेल अभिगृहीत सुक्रम प्रमेय को सिद्ध करने के लिए पर्याप्त हैं, और इसके विपरीत, ज़र्मेलो-फ्रेंकेल स्वयंसिद्ध विकल्प के स्वयंसिद्ध के बिना, किन्तु अच्छी तरह से आदेश देने वाले प्रमेय के साथ विकल्प के स्वयंसिद्ध को सिद्ध करने के लिए पर्याप्त हैं। (यह ज़ोर्न के लेम्मा पर भी प्रयुक्त होता है।) दूसरे क्रम के तर्क में, चूँकि, अच्छी तरह से ऑर्डरिंग प्रमेय विकल्प के स्वयंसिद्ध से अधिक सशक्त है: अच्छी तरह से आदेश देने वाले प्रमेय से कोई विकल्प के स्वयंसिद्ध को कम कर सकता है, किन्तु विकल्प के स्वयंसिद्ध से कोई सुव्यवस्थित प्रमेय नहीं निकाल सकता है। तीन कथनों और अंतर्ज्ञान के प्रति उनकी सापेक्ष सहजता के बारे में प्रसिद्ध कथन है: विकल्प का स्वयंसिद्ध स्पष्ट रूप से सत्य है, सुव्यवस्थित सिद्धांत स्पष्ट रूप से गलत है, और ज़ोर्न के लेम्मा के बारे में कौन बता सकता है?

विकल्प के स्वयंसिद्ध से प्रमाण
विकल्प के स्वयंसिद्ध से अच्छी तरह से आदेश देने वाला प्रमेय इस प्रकार है। "जिस समुच्चयो को हम अच्छी तरह से व्यवस्थित करने का प्रयास कर रहे हैं उसे $A$ होने दें, और $f$ को $A$ के गैर-रिक्त उपसमुच्चय के समूह के लिए एक विकल्प फलन होने दें। प्रत्येक क्रमसूचक $\alpha$ के लिए, एक समुच्चयो $a_\alpha$ को परिभाषित करें जो कि समुच्चयो करके $A$ में है। $a_\alpha\ =\ f(A\setminus\{a_\xi\mid\xi<\alpha\})$ गैर-रिक्त है, या यदि यह है तो $a_\alpha$ को अपरिभाषित छोड़ दें। अर्थात्, $A$ को $A$ के उन अवयवो के समुच्चयो से चुना जाता है जिन्हें अभी तक क्रम में कोई स्थान नहीं दिया गया है (या यदि $A$ की संपूर्णता सफलतापूर्वक गणना की गई है तो अपरिभाषित है)। फिर $\langle a_\alpha\mid a_\alpha\text{ is defined}\rangle$ वांछित के अनुसार $A$ का एक सुव्यवस्थित क्रम है।"

विकल्प के स्वयंसिद्ध प्रमाण
विकल्प के स्वयंसिद्ध को सुव्यवस्थित प्रमेय से निम्नानुसार सिद्ध किया जा सकता है।


 * गैर-रिक्त समुच्चयो के संग्रह के लिए एक विकल्प फलन बनाने के लिए, $$E$$, $$E$$ में समुच्चयो का संघ लें और इसे $$X$$ कहें। $$X$$ का एक सुव्यवस्थित क्रम मौजूद है; मान लीजिए कि $$R$$ ऐसा क्रमबद्ध है। वह फलन जो $$E$$ के प्रत्येक समुच्चय $$S$$ के लिए $$S$$ के सबसे छोटे तत्व को जोड़ता है, जैसा कि ($$S$$ के प्रतिबंध) $$R$$ द्वारा आदेशित किया गया है, संग्रह $$E$$ के लिए एक विकल्प फलन है

इस प्रमाण का अनिवार्य बिंदु यह है कि इसमें केवल इच्छानुसार विकल्प सम्मिलित है, वह $$R$$ है ; प्रत्येक सदस्य के लिए सुव्यवस्थित प्रमेय प्रयुक्त करना $$S$$ का $$E$$ अलग से काम नहीं करेगा, क्योंकि प्रमेय केवल अच्छी व्यवस्था के अस्तित्व पर बल देता है, और प्रत्येक के लिए चयन करता है $$S$$ सुव्यवस्थित क्रम के लिए उतने ही विकल्पों की आवश्यकता होगी जितनी प्रत्येक $$S$$ में से अवयव को चुनने में .अधिकांशतः यदि $$E$$ विकल्प के स्वयंसिद्ध के बिना ज़र्मेलो-फ्रेंकेल समुच्चय सिद्धांत के स्वयंसिद्धों के अनुसार सभी सामान्यतः कई विकल्पों को बनाने की अनुमति नहीं है।

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बाहरी सम्बन्ध

 * Mizar system proof: http://mizar.org/version/current/html/wellord2.html