Notaciones equivalentes aparentes para el axioma del infinito

Estoy empezando a construir los sistemas de números basados ​​en los axiomas de la teoría de conjuntos ( Z F ). En consecuencia, el axioma del infinito no es más que suponer la existencia de norte (por supuesto, el axioma se formula en términos de la existencia de un conjunto inductivo). Ahora la declaración original en términos de lógica es

I ( I ( X ( X I X + I ) ) ) , comprensión X + := X { X } .

Esta es la forma en que lo aprendí primero. Después de algunos días de haberlo aprendido, solo me preocupaba entender el concepto. Pero ahora que trato de usarlo nuevamente, se me ocurrió (no sé por qué, tal vez sea por la similitud con la notación de los otros axiomas en mi intento de recordar la notación original) con estas declaraciones aparentemente equivalentes:

1 ) I X ( X I ( X = X + I ) )

2 ) I X ( X I ( I X + I ) )

Si pongo la declaración original en la forma equivalente

I X ( I ( X I X + I ) )

Luego, para probar la equivalencia, probablemente debería ocuparme de la parte principal que está ligada a los cuantificadores. Entonces quiero preguntar cómo probar que mis declaraciones son equivalentes o no, lógicamente hablando.

Nota : Intuitivamente ambas afirmaciones son falsas porque podría formar I= y esto no es un conjunto inductivo.

Respuestas (1)

Tienes razón en tu nota. Ambas formulaciones son susceptibles de fallar porque tomando I = satisface vacuamente la fórmula interna.

La primera formulación también es incorrecta porque { } también lo satisface.

La segunda formulación es correcta, pero tenga en cuenta que I se puede sacar de la implicación y tenemos la misma formulación que la última forma del axioma del infinito.

Veo. Entonces, solo para confirmar, ¿básicamente dices que necesariamente necesito usar los otros axiomas para probar la equivalencia? Creo que este es el punto de mi confusión.
Ya usas muchos de los otros axiomas cuando escribes X + y .
¿Tiene sentido si considero las declaraciones como puros símbolos lógicos, como por ejemplo es solo una relación binaria, como una constante y también + como una relación unaria, todo sin significado adjunto, y sin considerar los otros axiomas?
No puedes separar completamente el significado de esto. Reemplace esto por por ejemplo, entonces y { X } si y solo si y = X . Pero, ¿por qué existiría algo así? Supongamos que tenemos un universo con solo dos objetos. X , y y X y y definir = X , X + = y + = y . Entonces tenemos eso y = { } y por lo tanto se cumple la primera formulación. Peor aún, si en lugar de eso tomas y + = X , X + = y y y y , X y entonces y satisface todas las formulaciones dadas anteriormente.
No puede probar alguna equivalencia sintáctica aquí porque confiamos mucho en el hecho de que es extensional, y la existencia de uniones, conjuntos de poder, y reemplazo.