Функция Веблена

В математике функции Веблена — иерархия нормальных функций, строго возрастающих от ординала к ординалу, предложенная Освальдом Вебленом в 1908 году. Если  — это какая-либо нормальная функция, тогда для любого ненулевого ординала функция перечисляет общие неподвижные точки всех для Все эти функции нормальные.

Иерархия Веблена

В частном случае, когда , это семейство функций называется иерархией Веблена; В связи с иерархией Веблена применяется вариация нормальной формы Кантора — любой ненулевой ординал может быть уникально записан как где  — некое натуральное число, и Таким образом, фундаментальная последовательность для любого ненулевого ординала может быть определена из выражения с учётом следующих правил:

  1. Если тогда поскольку и
  2. Если тогда и то есть
  3. Если  — предельный ординал, тогда
  4. Если  — предельный ординал, тогда и
  5. Иначе и то есть

Примеры

применение правила 2 применение правила 5

(правило 1)

(Правила 1 и 3)

(правило 3)

(правило 3)

(правила 1 и 4)

(правило 4)

Соответствующие примеры для быстрорастущей иерархии:

Г-функция

Функция Γ перечисляет ординалы такие что Наименьший ординал для которого выполняется это условие, называется ординалом Фефермана[англ.] Фундаментальная последовательность для него определяется следующими выражениями:

  • и
  • Для верно и
  • Если  — предельный ординал и тогда

Обобщение

Функция Веблена также может быть представлена в виде функции двух аргументов. Веблен показал, как обобщить определение для того, чтобы получить функцию для произвольного числа аргументов, а именно:

  • для случая одной переменной,
  • и
  • для  — это функция, перечисляющая общие неподвижные точки функций для всех

Например,  — это -я неподвижная точка функций а именно

  •  — ординал Фефермана.
  •  — ординал Аккермана.
  • Предел для  — малый ординал Веблена.

Ссылки

  • Hilbert Levitz, Transfinite Ordinals and Their Notations: For The Uninitiated, expository article (8 pages, in PostScript)
  • Pohlers, Wolfram (1989), Proof theory, Lecture Notes in Mathematics, vol. 1407, Berlin: Springer-Verlag, ISBN 3-540-51842-8, MR 1026933
  • Schütte, Kurt (1977), Proof theory, Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften, vol. 225, Berlin-New York: Springer-Verlag, pp. xii+299, ISBN 3-540-07911-4, MR 0505313
  • Takeuti, Gaisi (1987), Proof theory, Studies in Logic and the Foundations of Mathematics, vol. 81 (Second ed.), Amsterdam: North-Holland Publishing Co., ISBN 0-444-87943-9, MR 0882549
  • Smorynski, C. (1982), "The varieties of arboreal experience", Math. Intelligencer, 4 (4): 182—189, doi:10.1007/BF03023553 contains an informal description of the Veblen hierarchy.
  • Veblen, Oswald (1908), "Continuous Increasing Functions of Finite and Transfinite Ordinals", Transactions of the American Mathematical Society, 9 (3): 280—292, doi:10.2307/1988605, JSTOR 1988605
  • Miller, Larry W. (1976), "Normal Functions and Constructive Ordinal Notations", The Journal of Symbolic Logic, 41 (2): 439—459, doi:10.2307/2272243, JSTOR 2272243