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Exercício IV.7.50

Posted: 21 Nov 2022 19:50
by Mauricio
Enunciado:

Fixe \(\mathfrak{B}\) uma álgebra de boole completa, mostre que \(\mathfrak{B}\) colapsa \(\omega_1\) se e somente se existe \(b^\alpha_n \in \mathfrak{B}\) para \(n < \omega\) e \(\alpha < \omega_1\), onde cada \(\{b^\alpha_n : \alpha < \omega_1\}\) é uma anticadeia e \(\sup_{n \in \omega} b^\alpha_n = 1\).

Demonstração:

=> Pela suposição temos que \(\mathfrak{B}\) colapsa \(\omega_1\)

Isto é, \(1 \Vdash \omega_1\) é enumerável.

Assim pelo princípio do máximo, existe um nome \(\dot{f}\) tal que

\[ 1 \Vdash \dot{f}: \check{\omega} \rightarrow \check{\omega_1} \text{ sobrejetora }\]

vamos então relacionar esse nome \(\dot{f}\) com elementos de nossa álgebra de Boole da seguinte forma:

\[b_n^{\alpha} = [\![\dot{f}(\check{n}) = \check{\alpha}]\!]\]

resta mostrar que cada \(\{b^\alpha_n : \alpha < \omega_1\}\) é uma anticadeia e \(\sup_{n \in \omega} b^\alpha_n = 1\)

* Vamos supor que \(\{b^\alpha_n : \alpha < \omega_1\}\) não é uma anticadeia, ou seja,
\[ [\![\dot{f}(\check{n}) = \check{\alpha}]\!] \cdot [\![\dot{f}(\check{n}) = \check{\beta}]\!] \neq 0\]
e assim existe \(r \leq p,q\) tal que
\[r \Vdash \dot{f}(\check{n}) = \check{\alpha} \wedge \dot{f}(\check{n}) = \check{\beta}\]
o que é um absurdo, pois assim \(\dot{f}\) não estaria bem definida.

Vamos supor por absurdo que \(\sup_{n \in \omega} b^\alpha_n \neq 1\), ou seja, \(\bigcup_n b^\alpha_n \neq 1 \), dessa forma

\[1 - \bigcup_n b^\alpha_n \neq 0\]

assim existe \(b \in B\) incompatível com todos os outros \(b^\alpha_n\).

Como temos que \( 1 \Vdash \dot{f}: \check{\omega} \rightarrow \check{\omega_1} \text{ sobrejetora }\), isso implica que \( b \Vdash \dot{f}: \check{\omega} \rightarrow \check{\omega_1} \text{ sobrejetora }\).

Dessa forma existe algum \(c\) abaixo de \(b\) que decide ele, assim

\[ c \Vdash \dot{f}(\check{n}) = \check{\alpha} \]

mas sabemos que \(c \perp b \), pois \(b\) é incompatível com todos, um absurdo.


<= Existe \(b^\alpha_n \in \mathfrak{B}\) para \(n < \omega\) e \(\alpha < \omega_1\), onde cada \(\{b^\alpha_n : \alpha < \omega_1\}\) é uma anticadeia e \(\sup_{n \in \omega} b^\alpha_n = 1\)

Podemos tomar nossas anticadeias como maximais (Vamos chamar elas de \(B_n\) ), em cada uma delas, teremos \(n\) sendo relacionado com todos os \(\alpha\)´s.

Vamos então criar uma nova família de conjuntos \(D_{\alpha} = \{ p: \exists n \text{ tal que } p \leq b_n^{\alpha} \}\).
* Fixado \(\alpha\), \(\sup_{n \in \omega} b^\alpha_n = 1\), \(D_{\alpha}\) é fechado para baixo, assim vamos mostrar que \(D_{\alpha}\) é denso para cada \(\alpha\).
* Vamos supor que não é denso, portanto existe \(p\) no genérico tal que não existe \(q \leq p\) com \(q \in D_{\alpha}\), como \(q \leq b_n^{\alpha}\) portanto \(p \in B_n\), portanto existe \(b_k^{\alpha}\) que é compatível com \(p\), dessa forma existe \(r\) mais forte que ambas e portanto \(r \in D_{\alpha}\), um absurdo.

Assim nosso genérico intersecta pelo menos um elemento de cada \(D_\alpha\), e como nossos \(B_n\) são anticadeias, com isso temos que nosso genérico não possui elementos \(b_n^{\alpha} \text{ e } b_n^{\beta}\).
* para cada \(\alpha\) existe \(b_n^\alpha\) no genérico e se fixado \(n\) se \(b_n^{\alpha} \in \) no genérico \( \implies b_n^{\beta} \notin\), temos assim uma relação de cada \(n\) com um ou mais \(\alpha\)´s diferentes, portanto temos o colapso.

Re: Exercício IV.7.50

Posted: 13 Dec 2022 18:52
by aurichi
Mauricio wrote: 21 Nov 2022 19:50
Dessa forma existe algum \(c\) abaixo de \(b\) que decide ele, assim

\[ c \Vdash \dot{f}(\check{n}) = \check{\alpha} \]

mas sabemos que \(c \perp b \), pois \(b\) é incompatível com todos, um absurdo.
Aqui é melhor elaborar: existe \(n \in \omega\) tal que \(c \Vdash \dot f(\check n) = \check \alpha\).
Então, por definição, \(c \leq ||\dot f (\check n) = \check \alpha|| = b^\alpha_n\). Absurdo.
Podemos tomar nossas anticadeias como maximais (Vamos chamar elas de \(B_n\) ), em cada uma delas, teremos \(n\) sendo relacionado com todos os \(\alpha\)´s.


Vamos então criar uma nova família de conjuntos \(D_{\alpha} = \{ p: \exists n \text{ tal que } p \leq b_n^{\alpha} \}\).
* Fixado \(\alpha\), \(\sup_{n \in \omega} b^\alpha_n = 1\), \(D_{\alpha}\) é fechado para baixo, assim \(D_{\alpha}\) é denso para cada \(\alpha\).


Assim nosso genérico intersecta pelo menos um elemento de cada \(D_\alpha\), e como nossos \(B_n\) são anticadeias, com isso temos que nosso genérico não possui elementos \(b_n^{\alpha} \text{ e } b_n^{\beta}\).
* para cada \(\alpha\) existe \(b_n^\alpha\) no genérico e se fixado \(n\) se \(b_n^{\alpha} \in \) no genérico \( \implies b_n^{\beta} \notin\), temos assim uma relação de cada \(n\) com um ou mais \(\alpha\)´s diferentes, portanto temos o colapso.
Essa parte já está bem confusa. Por exemplo, não é só o fato de \(D_\alpha\) ser fechado para baixo que faz ele ser denso: tem o fato dos \(B_n\) ser maximal (melhor provar isso explicitamente).

A parte do colapso é só mostrar a função que sai de \(\omega\) em \(\omega_1\) (que você constroi usando as tais intersecções).