Dobre ufundowanie

\(\def\NN{\mathbb{N}}
\def\RR{\mathbb{R}}
\def\r{\,r\,}
\def\pot#1{{\sf P}(#1)}
\def\la{\langle}
\def\ra{\rangle}
\def\poz{\vphantom{f}}
\def\alz{\aleph_0}
\def\C{{\mathfrak C}}
\def\card#1{\overline{\overline{#1}}}
\)

Zadanie 1

Czy zbiór \(\NN^*\) uporządkowany leksykograficznie jest dobrze ufundowany? A zbiór \(\NN^2\)?

Zadanie 2

Udowodnij, że jeśli \(\la A, \leq_A\ra\) oraz \(\la B, \leq_B\ra\) są dobrze ufundowane i \(A \cap B = \emptyset\) to porządek \(\la A \cup B, \leq\ra\) zdefiniowany następująco

\(x \leq y\; \Leftrightarrow \;\;x \leq_A y \; \vee \;x \leq_B y \;\vee \; (x \in A \wedge y \in B)\)

jest dobrze ufundowany.

Zadanie 3

Udowodnij, że jeśli zbiór \(X\) jest co najmniej trzyelementowy i \(\la X, \leq\ra\) jest dobrze uporządkowany (liniowy i dobrze ufundowany) to nie jest gęsty.

Zadanie 4

Udowodnij, ze jeśli \(f: A \to B\) jest monotoniczną bijekcją pomiedzy dobrymi porządkami \(\la A, \leq_A\ra\) i \(\la B, \leq_B\ra\) to funkcja odwrotna \(f^{-1}\) też jest monotoniczna. Czy założenie, że \(\la A, \leq_A\ra\) i \(\la B, \leq_B\ra\) są dobrymi porządkami jest istotne?

Zadanie 5

Podaj trzy przykłady dobrych porządków mocy \(\alz\), tak aby żadne dwa nie były ze sobą izomorficzne.

Zadanie 6

Niech \(A\subseteq\RR\) będzie dobrze uporządkowany przez zwykłą relację nierówności dla liczb rzeczywistych. Udowodnić, że \(A\) jest zbiorem przeliczalnym.

Zadanie 7

Załóżmy, że \(\la A, \leq_1\ra\) i \(\la A, \leq_2\ra\) są dobrze ufundowane i takie, że \(\leq_1 \cup \leq_2\) jest częściowym porządkiem. Udowodnij, że \(\la A, (\leq_1 \cup \leq_2)\ra\) jest porządkiem dobrze ufundowanym.
Wskazówka: wykorzystaj fakt, że \(\leq_1 \cup \leq_2\) jest przechodnia.

Zadanie 8

Niech \(\la A, \leq\ra\) będzie zbiorem dobrze ufundowanym, w którym wszystkie antyłańcuchy są skończone. Niech \(\{a_i\}_{i\in\NN}\) będzie dowolnym ciągiem elementów \(A\). Udowodnij, że istnieją takie liczby \(i,j\), że \(i < j\) oraz \(a_i\leq a_j\).

Zadanie 9

Mówimy, że relacja częściowego porządku \(\leq\) w zbiorze \(A\) jest bardzo dobrym ufundowaniem, jeżeli w każdym ciągu nieskończonym \(\{a_n\}_{n\in\NN}\) można wskazać takie \(i < j\), że \(a_i\leq a_j\). Udowodnij, że jeśli \(A\) jest bardzo dobrze ufundowany przez relację \(\leq\), to każdy ciąg nieskończony w \(A\) ma nieskończony podciąg wstępujący \(a_{i_1}\leq a_{i_2}\leq a_{i_3}\leq \cdots\)