VergleichbarkeitssatzIn der elementaren Mengenlehre gibt es zwei wichtige Vergleichbarkeitssätze:
Beweisskizze des Satzes für wohlgeordnete MengenFür beliebige Wohlordnungen und definieren wir eine Relation so: Man kann leicht zeigen, dass eine partielle injektive Funktion ist (rechtseindeutig und linkseindeutig), dass Definitionsbereich und Wertebereich Anfangsabschnitte von bzw. sind und dass diese Funktion streng monoton ist. Die Annahme, dass sowohl Definitions- und Wertebereich echte Anfangsabschnitte von bzw. sind, führt auf einen Widerspruch; denn dann müsste es und geben, sodass eine Ordnungsisomorphie von nach wäre, also wäre nach Definition auch in . Daher ist entweder der Definitions- oder der Wertebereich von ganz bzw. ganz . Damit ist dann entweder eine Isomorphie zwischen und einem Anfangsabschnitt von , oder zwischen einem Anfangsabschnitt von und . Beweisskizze des Satzes für beliebige MengenSeien und beliebige Mengen. Nach dem Wohlordnungssatz gibt es auf und Wohlordnungen und . Nach dem Vergleichbarkeitssatz für Wohlordnungen existiert ein Isomorphismus zwischen der einen Wohlordnung und einem Anfangsabschnitt der anderen. Diese Abbildung ist nun eine injektive Funktion von der einen in die andere Menge. Die Notwendigkeit des AuswahlaxiomsDer Vergleichbarkeitssatz für wohlgeordnete Mengen kann ohne Verwendung des Auswahlaxioms bewiesen werden. Aus dem Vergleichbarkeitssatz für beliebige Mengen folgt hingegen der Wohlordnungssatz, somit auch das Auswahlaxiom: Zu jeder Menge kann man nämlich nach dem Satz von Hartogs eine Ordinalzahl finden, die nicht in injektiv eingebettet werden kann. Nach dem Vergleichbarkeitssatz muss es eine injektive Abbildung von nach geben; so eine Abbildung induziert eine Wohlordnung auf . Der Vergleichbarkeitssatz für beliebige Mengen ist also (über der Theorie ZF) zum Auswahlaxiom äquivalent. GeschichteDer Satz wurde lange Zeit von Georg Cantor vermutet, konnte aber erst 1904 durch Ernst Zermelo bewiesen werden. Literatur
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