理解良序关系
在数学中,在集合 S 上的良序关系(或良序)是在 S 上的线序关系(全序关系),并带有 S 的所有非空子集都有在这个次序下的最小元素的性质。等价的说,良序是良基的线序。集合 S 和这个良序关系一起就叫做良序集合。
粗略的说,良序集合是以如下方式排序的,它的元素可以一次只依次考虑一个,而在还没有检查完所有的元素的任何时候,总是有一个唯一的下一个元素要考虑。
例子
自然数的标准排序 ≤ 是良序的。
整数的标准排序 ≤ 不是良序的,因为比如负整数的集合不包含最小元素。
整数的下列关系 R 是良序的: x R y,当且仅当下列条件之一成立:
x = 0
x 是正数,而 y 是负数
x 和 y 都是正数,而 x ≤ y
x 和 y 都是负数,而 y ≤ x
R 可以显示为如下:
0 1 2 3 4 ..... -1 -2 -3 .....
R 同构于序数 ω + ω。
整数的另一个良序关系定义如下: x <z y 当且仅当 |x| < |y| 或 (|x| = |y| 且 x ≤ y)。
这个良序可以显示为如下:
0 -1 1 -2 2 -3 3 -4 4 ...
正实数的标准次序 ≤ 不是良序的,因为例如开区间 (0, 1) 不包含最小元素。存在着依赖选择公理的良序排序实数的证明,但是这些证明是非构造性证明,而还没有人证实有良序排序实数的方法。
性质
在良序集合中,除了整体上最大的那个,所有的元素都有一个唯一的后继元: 比它大的最小的元素。但是,不是所有元素都需要有前驱元。作为例子,考虑自然数的一个次序,这里的所有偶数都小于所有奇数,并在偶数和奇数内应用正常的次序。
0 2 4 6 8 ... 1 3 5 7 9 ...
这是个良序集合并被指示为 ω + ω。注意尽管所有元素都有后继元(这里没有最大元素),有两个元素缺乏前驱元: 零和一。
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