diff options
| -rw-r--r-- | notes.lyx | 19565 | ||||
| -rw-r--r-- | notes.pdf | bin | 0 -> 379396 bytes | |||
| -rw-r--r-- | notes.tex | 3143 |
3 files changed, 22708 insertions, 0 deletions
diff --git a/notes.lyx b/notes.lyx new file mode 100644 index 0000000..99e5308 --- /dev/null +++ b/notes.lyx @@ -0,0 +1,19565 @@ +#LyX 2.1 created this file. For more info see http://www.lyx.org/ +\lyxformat 474 +\begin_document +\begin_header +\textclass heb-article +\begin_preamble +\date{} +\end_preamble +\use_default_options true +\maintain_unincluded_children false +\language hebrew +\language_package default +\inputencoding auto +\fontencoding global +\font_roman default +\font_sans default +\font_typewriter default +\font_math auto +\font_default_family default +\use_non_tex_fonts false +\font_sc false +\font_osf false +\font_sf_scale 100 +\font_tt_scale 100 +\graphics default +\default_output_format default +\output_sync 0 +\bibtex_command default +\index_command default +\paperfontsize default +\spacing single +\use_hyperref false +\papersize default +\use_geometry false +\use_package amsmath 1 +\use_package amssymb 1 +\use_package cancel 1 +\use_package esint 1 +\use_package mathdots 0 +\use_package mathtools 1 +\use_package mhchem 1 +\use_package stackrel 1 +\use_package stmaryrd 1 +\use_package undertilde 1 +\cite_engine basic +\cite_engine_type default +\biblio_style plain +\use_bibtopic false +\use_indices false +\paperorientation portrait +\suppress_date false +\justification true +\use_refstyle 0 +\index אינדקס +\shortcut idx +\color #008000 +\end_index +\secnumdepth 3 +\tocdepth 3 +\paragraph_separation indent +\paragraph_indentation default +\quotes_language english +\papercolumns 1 +\papersides 1 +\paperpagestyle default +\tracking_changes false +\output_changes false +\html_math_output 0 +\html_css_as_file 0 +\html_be_strict false +\end_header + +\begin_body + +\begin_layout Title +אי שלמות ואי כריעות בשפות פורמליות +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +ד"ר אסף חסון, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב +\end_layout + +\begin_layout Author +יובל אדם +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\lang english +\begin_inset Box Frameless +position "t" +hor_pos "c" +has_inner_box 1 +inner_pos "t" +use_parbox 0 +use_makebox 0 +width "100col%" +special "none" +height "1in" +height_special "totalheight" +status open + +\begin_layout Quote + +\lang english +Young man, in mathematics you don't understand things. +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +You just get used to them. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Quote + +\lang english +- John von Neumann +\end_layout + +\end_deeper +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset CommandInset toc +LatexCommand tableofcontents + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Section +פרולוג +\end_layout + +\begin_layout Itemize +מספור הקטעים תואם למספור ההרצאות. + )נשאיר כתרגיל לקורא החרוץ להבין מה זה אומר על פרק זה...( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +נא להתחשב בסביבה. + נא להדפיס מסמך זה רק אם הדבר הכרחי, ורק את טווח העמודים הנדרש. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +תודה לצביקה סקופינסקי על סיכומים של חלק מהשיעורים. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +הערות/טענות/בקשות - כתובת המייל שלי היא +\begin_inset Formula $yuv.adm$ +\end_inset + + ולאחר מכן +\begin_inset Formula $gmail.com$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +שאו ברכה, עלו והצליחו. +\end_layout + +\begin_layout Section +הגדרות +\end_layout + +\begin_layout Itemize +יהי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + מבנה לשפה מסדר ראשון +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + השמה ל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + שם עצם. + אז הערך של +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + ב- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + עבור ההשמה +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + הוא: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + קבוע אישי +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + אז +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit + +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(t,s)=c^{\mathcal{M}}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + משתנה אישי +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(t,s)=s(x)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $t=f(t_{1},...,t_{n})$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(t,s)=f^{\mathcal{M}}(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s))$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\noindent +יהיו +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + , ו- +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + כנ"ל ותהי +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + נוסחה ב- +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + אז ערך האמת של ) +\lang english +TRUE +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none +\lang hebrew + או +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +FALSE +\lang hebrew +( של +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + ב +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + עבור ההשמה +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + מוגדר באינדוקציה באופן הבא: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\noindent +אם +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + נוסחה אטומית, כלומר +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + מהצורה +\begin_inset Formula $R(t_{1},...,t_{n})$ +\end_inset + + עבור הסימן יחס n-מקומי +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + ושמות עצם +\begin_inset Formula $t_{1},...,t_{n}$ +\end_inset + + אזי +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff\left\langle Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s)\right\rangle \in R^{\mathcal{M}} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\noindent +אם +\begin_inset Formula $\varphi=\neg\psi$ +\end_inset + + עבור נוסחה +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff Val_{\mathcal{M}}(\psi,s)=FALSE +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\noindent +באופן דומה עבור יתר הקשרים הלוגיים +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\noindent +אם +\begin_inset Formula $\varphi=(\exists x)\psi$ +\end_inset + + )כלומר הנוסחה היא מסוג "קיים איקס" וההמשך הוא נוסחה קטנה יותר( אז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff(\exists a\in M)Val_{\mathcal{M}}(\psi,s\left[{x\atop a}\right])=TRUE +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $s\left[{x\atop a}\right]$ +\end_inset + + הינה ההשמה אשר נותנת לכל משתנה אישי +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + שאינו +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + את הערך +\begin_inset Formula $s(y)$ +\end_inset + + ולמשתנה האישי +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + את הערך +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + )כלומר רק מחליפה את +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + +(. + הגדרה שקולה: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff max\left\{ Val_{\mathcal{M}}(\psi,s\left[{x\atop a}\right]):a\in\mathcal{M}\right\} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + כאשר נגדיר שרירותית +\begin_inset Formula $F<T$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\noindent +אם +\begin_inset Formula $\varphi=(\forall x)\psi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff(\forall a\in M)Val_{\mathcal{M}}(\psi,s\left[{x\atop a}\right])=TRUE +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +הגדרה שקולה: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff min\left\{ Val_{\mathcal{M}}(\psi,s\left[{x\atop a}\right]):a\in\mathcal{M}\right\} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +הערות: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +בכל שפה לתחשיב פסוקים נניח שיש סימן יחס דו מקומי מיוחס +\begin_inset Formula $\approx$ +\end_inset + + אשר תמיד מתפרש כיחס השוויון +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +כמוסכמה: אם אומרים ש +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + שפה לתחשיב הפסוקים בד"כ לא נציין במפורש את סימן השוויון למרות שבמובלת נניח + שהוא שם +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +בקורס הזה לא ניתקל בכך, אבל ניתן לעבוד בתחשיב ללא שוויון. + יש משפטים שיותר קל להוכיח בתחשיב שכזה. + בכל מקרה, תמיד אפשר לעבור בין תחשיב עם שוויון לתחשיב ללא שוויון וחזרה. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +תהי +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + שפה לתחשיב הפסוקים ותהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת נוסחאות ב +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + )לאו דווקא סופית(. + נאמר ש +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +(satisfiable) +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none +\lang hebrew + אם קיים מבנה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + לשפה +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + וקיימת השמה +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s)=TRUE$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\varphi\in\Gamma$ +\end_inset + +. + נסמן +\begin_inset Formula $(\mathcal{M},s)\models\Gamma$ +\end_inset + + )לפעמים נשמיט את ההשמה +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + מן הסימונים(. + דוגמאות: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $L=\{R\}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\Gamma=\left\{ (\forall x)\neg R(x,x),(\forall x\forall y)(R(x,y)\rightarrow R(y,x))\right\} $ +\end_inset + + זו קבוצת פסוקים ספיקה כי לכל גרף +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + )לא מכוון( נגדיר מבנה +\begin_inset Formula $M_{G}$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + באופן הבא: העולם של +\begin_inset Formula $M_{G}$ +\end_inset + + יהיה +\begin_inset Formula $V(G)$ +\end_inset + + )קבוצת הקודקודים של +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +( והיחס +\begin_inset Formula $R^{M_{G}}$ +\end_inset + + יהיה +\begin_inset Formula $E(G)$ +\end_inset + + )קבוצת הקשתות(. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $L=\{\approx\}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $T_{3}=\left\{ \forall x_{1},x_{2},x_{3},x_{4}\bigvee_{i,j}(x_{i}=x_{j})\right\} $ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $T_{3}$ +\end_inset + + ספיקה כי כל קבוצה בת פחות מ- +\numeric on +4 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +איברים מספקת אותה. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $L=\{<\}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +DLO & = & \left\{ \begin{array}{c} +\forall x\neg(x,x),\\ +\forall x,y(x<y\rightarrow\neg(y<x)),\\ +\forall x,y,z(x<y\wedge y<z\rightarrow x<z),\\ +\forall x,y(x\neq y\rightarrow x<y\vee y<x),\\ +\forall x,y\exists z(x<y\rightarrow x<z\le y) +\end{array}\right\} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + אשר הינו +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +dense linear order +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none +\lang hebrew + אז מתקיים +\begin_inset Formula $(\mathbb{Q},\le)\models DLO$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + כנ"ל ו- +\begin_inset Formula $(\mathcal{M},s)\models\Gamma$ +\end_inset + + אז נאמר ש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + מודל של +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +תורה זו קבוצה ספיקה של פסוקים. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +פסוק בשפה +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + זו נוסחה ללא משתנים חופשיים +\end_layout + +\begin_layout Itemize +המשתנים החופשיים בשם עצם +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + +, נסמנם +\begin_inset Formula $Free(t)$ +\end_inset + +, הם אוסף כל המשתנים המופיעים ב- +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + נוסחה אטומית +\begin_inset Formula $R(t_{1},...,t_{n})$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $Free(\varphi)={\displaystyle \bigcup_{i=1}^{n}t_{i}}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\varphi=\varphi_{1}\square\varphi_{2}$ +\end_inset + + )קשר לוגי דו מקומי כלשהו( אז +\begin_inset Formula $Free(\varphi)=Free(\varphi_{1})\cup Free(\varphi_{2})$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\varphi=(\exists x)\psi$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $\varphi=(\forall x)\psi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $Free(\varphi)=Free(\psi)$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $x\notin Free(\psi)$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $Free(\varphi)=Free(\psi)\backslash{x}$ +\end_inset + + אחרת. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Section +תחשיב היחסים +\end_layout + +\begin_layout Itemize +לפסוק )שאין לו משתנים חופשיים פר הגדרה( יש ערך אמת ברגע שנקבע המבנה, ללא + כל תלות בהשמה +\end_layout + +\begin_layout Itemize +נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + תקרא +\bar under +אמיתית לוגית +\bar default +אם לכל מבנה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + )לשפה של +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + +( ולכל השמה +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s)=TRUE$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +דוגמה: אם +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + סימן יחס חד-מקומי אז +\begin_inset Formula $P(x)\vee\neg P(x)$ +\end_inset + + אמיתי לוגית. + מדוע? יהי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +מבנה עבור +\begin_inset Formula $\{P\}$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + השמה עבור +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +. + +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(P(x)\vee\neg P(x),s) & = & t_{\vee}(Val_{\mathcal{M}}(P(x),s),Val_{\mathcal{M}}(\neg P(x),s))\\ + & & =t_{\vee}(Val_{\mathcal{M}}(P(x),s),t_{\neg}(Val_{\mathcal{M}}(P(x),s))\\ + & & =t_{\vee}(Q,t_{\neg}(Q))\\ + & & =TRUE +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + . + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +דוגמה: נניח ש +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + נוסחה עם משתנה חופשי +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + קבוע אישי שאינו מופיע ב +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $\varphi(c)\rightarrow(\forall x)\varphi(x)$ +\end_inset + + אמיתי לוגית )אם +\begin_inset Formula $\varphi(c)$ +\end_inset + + אמיתי לוגית - ייתכן שזה לא נדרש(. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +דוגמה: +\begin_inset Formula $\forall x(P(x)\vee\neg P(x))$ +\end_inset + + - אז לפי הגדרת האמת ולפי הדוגמה הראשונה זהו פסוק אמיתי לוגית. + מדוע זו אינה טאוטולוגיה? באינדוקציה על היצירה של +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + )הטאוטולוגיה של תחשיב הפסוקים( מראים: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\psi=\neg\psi^{\prime}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\psi(\varphi_{1},...,\varphi_{k})=\neg\psi^{\prime}(\varphi_{1},...,\varphi_{k})$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\psi=\psi_{1}\square\psi_{2}$ +\end_inset + + עבור קשר לוגי דו מקומי אז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\psi(\varphi_{1},...,\varphi_{k}) & = & \psi_{1}(\varphi_{1},...,\varphi_{k})\square\psi_{2}(\varphi_{1},...,\varphi_{k}) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אבל +\begin_inset Formula $(\forall x)(P(x)\vee\neg P(x))$ +\end_inset + + לפי משפט הקריאה היחידה אינו מהצורה א' או ב' לכן אם הוא מתקבל ע"י החלפה + כנ"ל מפסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + של תחשיב הפסוקים, +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + הוא בהכרח פסוק יסודי. + אבל פסוק יסודי )משתנה פסוקי( אינו טאוטולוגיה. +\end_layout + +\end_deeper +\end_deeper +\begin_layout Itemize +טאוטולוגיה )הגדרה שקולה לשאלה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +5 +\numeric off +(: נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + +היא טאוטולוגיה של תחשיב היחסים אם קיימת טאוטולוגיה +\begin_inset Formula $\psi(P_{1},...,P_{k})$ +\end_inset + + של תחשיב הפסוקים )הסימון הזה אומר ש +\begin_inset Formula $P_{1},...,P_{k}$ +\end_inset + + הם כל המשתנים הפסוקיים המופיעים ב +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + +( )למשל: +\begin_inset Formula $\psi(p,q)=\neg(p\vee q)\iff(\neg p\wedge\neg q)$ +\end_inset + +( ונוסחאות +\begin_inset Formula $\varphi_{1},...,\varphi_{k}$ +\end_inset + + )של תחשיב היחסים( כך ש- +\begin_inset Formula $\varphi=\psi(\varphi_{1},...,\varphi_{k})$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + מתקבלת ע"י החלפת כל מופע של +\begin_inset Formula $P_{i}$ +\end_inset + + ב- +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +משפט הקריאה היחידה: תהי +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + נוסחה בתחשיב היחסים, אזי בדיוק אחד מן הבאים מתקיים: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + נוסחה אטומית +\end_layout + +\begin_layout Itemize +קיימות נוסחאות +\begin_inset Formula $\varphi_{1},\varphi_{2}$ +\end_inset + + יחידות וקשר לוגי דו מקומי יחיד +\begin_inset Formula $\square$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $\varphi=\varphi_{1}\square\varphi_{2}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +קיימת נוסחה יחידה +\begin_inset Formula $\varphi_{1}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $\varphi=\neg\varphi_{1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +קיימת נוסחה יחידה +\begin_inset Formula $\varphi_{1}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $\varphi=\exists x\varphi_{1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +קיימת נוסחה יחידה +\begin_inset Formula $\varphi_{1}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $\varphi=\forall x\varphi_{1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize +תרגיל לחשוב עליו בבית: ניתן לכתוב תוכנית מחשב )בשפת התכנות החביבה עליכם( + שבהינתן נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + בתחשיב הפסוקים בודקת האם +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + טאוטולוגיה של תחשיב היחסים. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +)רמז( בהינתן נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + של תחשיב הפסוקים יש אלגוריתם הקובע האם +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + טאוטולוגיה. +\end_layout + +\begin_layout Standard +דברים שצריך בשביל העבודה: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +)שאלה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +4 +\numeric off +( תהיינה +\begin_inset Formula $\Gamma,\Delta$ +\end_inset + + קבוצות פסוקים. + נסמן +\begin_inset Formula $\Gamma\models\Delta$ +\end_inset + + )גורר( אם לכל מבנה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + ולכל השמה +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + מתקיים: אם +\begin_inset Formula $(\mathcal{M},s)\models\Gamma$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $(\mathcal{M},s)\models\Delta$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +דוגמה: אם ב +\begin_inset Formula $\Delta$ +\end_inset + + יש רק טאוטולוגיות/נוסחאות אמיתיות לוגיות אז +\begin_inset Formula $\Gamma\models\Delta$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +ל +\begin_inset Formula $\Delta$ +\end_inset + + כנ"ל אם +\begin_inset Formula $\Delta\models\Gamma$ +\end_inset + + אז ב +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + יש רק נוסחאות אמיתיות לוגיות. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + אינה ספיקה אז +\begin_inset Formula $\Gamma\models\Delta$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\Delta$ +\end_inset + + )באופן ריק(. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\varphi\models\psi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\models\varphi\rightarrow\psi$ +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula $\varphi\models\psi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית. + הכיוון השני גם נכון. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize +)שאלה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\numeric off +( אפשר לחשוב על +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + כעל מבנה לשפה +\begin_inset Formula $\{R\}$ +\end_inset + + עבור יחס דו מקומי +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + +. + אם +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + גרף סופי קיים פסוק +\begin_inset Formula $\varphi_{G}$ +\end_inset + + בשפה הנ"ל כך שלכל מבנה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + בשפה , אם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{G}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\cong G$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\begin_layout Itemize +תזכורת: יהיו +\begin_inset Formula $\mathcal{M},\mathcal{N}$ +\end_inset + + מבנים לשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + של תחשיב היחסים. + נאמר ש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\cong\mathcal{N}$ +\end_inset + + )איזומורפיים( אם קיימת פונקציה חח"ע ועל +\begin_inset Formula $f:\mathcal{M}\rightarrow\mathcal{N}$ +\end_inset + + כך ש: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $f(c^{\mathcal{M}})=c^{\mathcal{N}}$ +\end_inset + + לכל קבוע אישי +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +לכל סימן יחס n-מקומי +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + ולכל +\begin_inset Formula $(a_{1},...,a_{n})\in\mathcal{M}^{\mathcal{N}}$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle & \in & R^{\mathcal{M}}\iff\left\langle f(a_{1}),...,f(a_{n})\right\rangle \in R^{\mathcal{N}} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +לכל סימן פונקציה n-מקומי +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + ולכל +\begin_inset Formula $(a_{1},...,a_{n})\in\mathcal{M}^{\mathcal{N}}$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +f(G^{\mathcal{M}}(a_{1},...,a_{n})) & = & G^{\mathcal{N}}(f(a_{1}),...,f(a_{n})) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +הכנה לשיעור הבא: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת נוסחאות ספיקה ו +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}\subseteq\Gamma$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}$ +\end_inset + + ספיקה +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה ו- +\begin_inset Formula $\varphi_{1},\varphi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + + אז גם +\begin_inset Formula $\Gamma\cup\{\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\}$ +\end_inset + + ספיקה +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם ב +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + יש פסוק +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + שאינו ספיק אז בוודאי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + אינה ספיקה +\end_layout + +\begin_layout Itemize +משפט הקומפקטיות: תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים סגורה תחת +\begin_inset Formula $\wedge$ +\end_inset + + )כלומר אם +\begin_inset Formula $\varphi_{1},\varphi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + + אז גם +\begin_inset Formula $\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + +( אז +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה אם ורק אם כל +\begin_inset Formula $\varphi\in\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה. +\end_layout + +\begin_layout Section +קומפקטיות ומסננים +\end_layout + +\begin_layout Theorem + +\series bold +\bar under +משפט הקומפקטיות +\series default +\bar default +: תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים סגורה תחת +\begin_inset Formula $\wedge$ +\end_inset + + )כלומר אם +\begin_inset Formula $\varphi_{1},\varphi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + +אז גם +\begin_inset Formula $\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + +( אזי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה אם ורק אם כל +\begin_inset Formula $\varphi\in\Gamma$ +\end_inset + + ספיק. +\end_layout + +\begin_layout Claim +תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים אזי קיימת קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma\subseteq\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + כך ש- +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + סגורה תחת +\begin_inset Formula $\wedge$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\Gamma\equiv\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + כלומר כל מודל של +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + הוא מודל של +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + ולהיפך +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Proof +תהי +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + קבוצת הפסוקים המתקבלת מ +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + באופן הבא: לכל +\begin_inset Formula $1\le k\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + ולכל +\begin_inset Formula $\varphi_{1},...,\varphi_{k}\in\Gamma$ +\end_inset + + , ב +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + יהיה הפסוק +\begin_inset Formula ${\displaystyle \bigwedge_{i=1}^{k}\varphi_{i}}$ +\end_inset + +. + נשים לב ש +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + סגורה תחת +\begin_inset Formula $\wedge$ +\end_inset + +. + מדוע? יהיו +\begin_inset Formula $\psi_{1},\psi_{2}\in\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + לפי ההגדרה של +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + יש מספרים טבעיים +\begin_inset Formula $1\le k_{1},k_{2}$ +\end_inset + + ופסוקים +\begin_inset Formula $\varphi_{1}^{1},...,\varphi_{k_{1}}^{1}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\varphi_{1}^{2},...,\varphi_{k_{2}}^{2}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +{\displaystyle \psi_{1}=\bigwedge_{i=1}^{k_{1}}\varphi_{i}^{1}} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +{\displaystyle \psi_{2}=\bigwedge_{i=1}^{k_{2}}\varphi_{i}^{2}} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +אז +\begin_inset Formula ${\displaystyle \psi_{1}\wedge\psi_{2}=\bigwedge_{i=1}^{k_{1}+k_{2}}\Theta}i$ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\Theta_{i} & = & \begin{cases} +\varphi_{i}^{1} & i\le k_{1}\\ +\varphi_{i-k_{1}}^{2} & i>k_{1} +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +מכיוון ש- +\begin_inset Formula $\Theta_{i}\in\Gamma$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + גמרנו. + +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + היא המועמדת שלנו לספק את הטענה ונותר להראות ש +\begin_inset Formula $\Gamma\equiv\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + +. + מספיק להראות שאם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + +. + יהי +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + ונניח כמו קודם +\begin_inset Formula $\psi={\displaystyle \bigwedge_{i=1}^{k}}\varphi_{i}$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $\varphi_{i}\in\Gamma$ +\end_inset + + כלשהו. +\end_layout + +\begin_layout Proof +אזי: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\psi) & = & Val_{\mathcal{M}}(\bigwedge\varphi_{i})=t_{\wedge}(Val_{\mathcal{M}}(\varphi_{1}),...Val_{\mathcal{M}}(\varphi_{k}))=TRUE +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + מתקיים אמ"ם לכל +\begin_inset Formula $1\le i\le k$ +\end_inset + + +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(\varphi_{i})=TRUE$ +\end_inset + +. + כיוון ש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{i}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + נקראת ספיקה מקומית אם כל תת קבוצה סופית שלה היא ספיקה. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +)משפט הקומפקטיות - נוסח שקול( קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + היא ספיקה מקומית אם ורק אם היא ספיקה. +\end_layout + +\begin_layout Proof +נוכיח שמשפט הקומפקטיות גורר את הנוסח הזה. + תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים ספיקה מקומית. + תהי +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + כמובטח בטענה, כלומר +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}\equiv\Gamma$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + סגורה תחת +\begin_inset Formula $\wedge$ +\end_inset + +. + מספיק להראות לפי משפט הקומפקטיות שכל פסוק ב +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + הוא ספיק. + יהי +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula ${\displaystyle \psi=\bigwedge_{i=1}^{k}\varphi_{i}}$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $\varphi_{1},...,\varphi_{k}\in\Gamma$ +\end_inset + + . + לפי ההנחה +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה מקומית. + לכן +\begin_inset Formula $\{\varphi_{1},...,\varphi_{k}\}$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים ספיקה. + לכן יש מודל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{i}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $1\le i\le k$ +\end_inset + + לפי מה שהראנו בהוכחת הטענה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + סגורה תחת חיתוך וכל +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + ספיק. + לפי משפט הקומפקטיות עבור +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + יש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + אבל +\begin_inset Formula $\Gamma\equiv\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + לכן +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נוכיח את הכיוון השני )שהנוסח הזה גורר את משפט הקומפקטיות(. + נניח +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + מקיימת את ההנחות כלומר +\begin_inset Formula $\Gamma^{\prime}$ +\end_inset + + סגורה תחת +\begin_inset Formula $\wedge$ +\end_inset + + וכל פסוק בה ספיק. + יספיק להראות בעזרת הנוסח השקול ש +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה מקומית. + נוכיח באינדוקציה על +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + שכל קבוצת פסוקים מגודל +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + ב- +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + היא ספיקה. + עבור +\begin_inset Formula $k=1$ +\end_inset + + - נתון. + נניח ש +\begin_inset Formula $\{\varphi_{1},...,\varphi_{k}\}\subseteq\Gamma$ +\end_inset + + והראנו עבור כל קבוצת פסוקים מגודל +\begin_inset Formula $k-1$ +\end_inset + + שהיא ספיקה. + כיוון ש +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + סגורה תחת חיתוך +\begin_inset Formula $\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + + . + +\begin_inset Formula $\Delta=\{\varphi_{1}\wedge\varphi_{2},\varphi_{3},...,\varphi_{k}\}$ +\end_inset + + היא קבוצה בגודל +\begin_inset Formula $k-1$ +\end_inset + + ולכן לפי הנחת האינדוקציה היא ספיקה. + אם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Delta$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{i}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i\ge3$ +\end_inset + + וכן +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}$ +\end_inset + + . + אבל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\iff\mathcal{M}\models\varphi_{1}\wedge\mathcal{M}\models\varphi_{2}$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\{\varphi_{1},...,\varphi_{k}\}$ +\end_inset + + כנדרש. + כלומר +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה מקומית וע"ס הנוסח השקול - ספיקה. +\end_layout + +\begin_layout Definition +תהי +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + קבוצה )בד"כ אינסופית אבל לא בהכרח(. + מסנן ) +\lang english +filter +\lang hebrew +( על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + זו קבוצה +\begin_inset Formula $F\subseteq\mathbb{P}(I)$ +\end_inset + + )כלומר אוסף של תת קבוצות של +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + +( כך שמתקיים: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\emptyset\not\in F$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $J\in F$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $J\subseteq J^{\prime}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $J^{\prime}\in F$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $J,J^{\prime}\in F$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $J\cap J^{\prime}\in F$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +אם בנוסף לכל +\begin_inset Formula $J\subseteq I$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $J\not\in F$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $I\backslash J\in F$ +\end_inset + + - אז +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + נקרא על מסנן. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +דוגמאות: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +תהי +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + קבוצה כלשהי. + לכל +\begin_inset Formula $a\in I$ +\end_inset + + נגדיר על מסנן +\begin_inset Formula $F_{a}$ +\end_inset + + באופן הבא: +\begin_inset Formula $J\subseteq I,J\in F$ +\end_inset + + אמ"ם +\begin_inset Formula $a\in J$ +\end_inset + + .)הערה: על מסנן +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + נקרא ראשי אם קיים +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $F=F_{a}$ +\end_inset + +(. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + סופית אז כל על מסנן על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + הוא ראשי. + יהי +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על מסנן על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + +. + כיוון ש- +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + סופית גם +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + סופית ולכן באינדוקציה לפי +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +3 +\numeric off +: +\begin_inset Formula $J_{F}=\{\bigcap J:J\in F\}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $J_{F}\in F$ +\end_inset + +. + אם +\begin_inset Formula $J_{F}$ +\end_inset + + יחידון - גמרנו. + נניח בשלילה שזה לא המקרה. + אחרת יש +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +2 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +איברים שונים ב +\begin_inset Formula $J_{F}$ +\end_inset + + )לפחות(. + ניקח +\begin_inset Formula $J\subseteq I$ +\end_inset + + שמכילה את הראשון אבל לא את השני. + לא +\begin_inset Formula $J$ +\end_inset + + ולא המשלים של +\begin_inset Formula $J$ +\end_inset + + יכולים להיות ב +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + כי כל קבוצה ב +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + מכילה את +\begin_inset Formula $J_{F}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +תהי +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + קבוצה אינסופית. + נגדיר +\begin_inset Formula $F=\{U\subseteq I:|I\backslash U|<\aleph_{0}(finite)\}$ +\end_inset + +. + תרגיל: זהו מסנן שאינו על מסנן. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +תהי +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + קבוצה לא ריקה. + +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + מסנן על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + אזי קיים על מסנן +\begin_inset Formula $F\subseteq F^{\prime}$ +\end_inset + +. + במילים אחרות כל מסנן על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + ניתן להרחבה לעל מסנן. + )הוכחה בשיעור הבא(. +\end_layout + +\begin_layout Section +מסננים והלמה של צורן +\end_layout + +\begin_layout Definition +תהי +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + קבוצה )לא ריקה( אז +\series bold +מסנן +\series default + +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + זה אוסף של תת קבוצות של +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + כך ש: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\emptyset\not\in F$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $U_{1},U_{2}\in F$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $U_{1}\wedge U_{2}\in F$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $U\in F$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $U\subseteq V$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $V\in F$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + הוא על-מסנן אם לכל +\begin_inset Formula $V\subseteq I$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $V\not\in F$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $I\backslash V\in F$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Lemma + +\bar under +הלמה של צורן +\bar default + - תהי +\begin_inset Formula $(I,\le)$ +\end_inset + + קבוצה סדורה חלקית. + +\begin_inset Formula $V\subseteq I$ +\end_inset + + תקרא שרשרת אם לכל +\begin_inset Formula $v_{1},v_{2}\in V$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $v_{1}\le v_{2}$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $v_{2}\le v_{1}$ +\end_inset + +. + אז נניח שלכל שרשרת +\begin_inset Formula $V\subseteq I$ +\end_inset + + יש חסם מלעיל, כלומר קיים +\begin_inset Formula $w\in I$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $w\ge V$ +\end_inset + + )כלומר +\begin_inset Formula $w\ge v$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $v\in V$ +\end_inset + +(. + אזי ב +\begin_inset Formula $(I,\le)$ +\end_inset + + יש איבר מירבי, כלומר קיים +\begin_inset Formula $u\in I$ +\end_inset + + כך שלכל +\begin_inset Formula $u\not=v\in I$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $u\not\le v$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Claim +תהי +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + קבוצה לא ריקה ו- +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + מסנן על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + +. + אזי קיים על-מסנן +\begin_inset Formula $F\subseteq U$ +\end_inset + +. + במילים אחרות, כל מסנן +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + ניתן להרחבה לעל-מסנן. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Proof +תהי +\begin_inset Formula $\mathcal{H}$ +\end_inset + + קבוצת כל המסננים על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + +. + לאינטואיציה: +\begin_inset Formula $F\in\mathbb{P}(\mathbb{P}(I))$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{H}\subseteq\mathbb{P}(\mathbb{P}(I)$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $\mathcal{H}\in\mathbb{P}(\mathbb{P}(\mathbb{P}(I)))$ +\end_inset + +. + על +\begin_inset Formula $\mathcal{H}$ +\end_inset + + אפשר להגדיר סדר חלקי ע"י הכלה. + כלומר, ל- +\begin_inset Formula $F_{1},F_{2}\in\mathcal{H}$ +\end_inset + + נאמר ש +\begin_inset Formula $F_{1}\le F_{2}$ +\end_inset + + אם לכל +\begin_inset Formula $V\in F_{1}$ +\end_inset + + מתקיים גם +\begin_inset Formula $V\in F_{2}$ +\end_inset + +. + אפשר לכתוב גם +\begin_inset Formula $F_{1}\subseteq F_{2}$ +\end_inset + +. + נרצה להשתמש בלמה של צורן, לכן עלינו להראות שאם +\begin_inset Formula $V\subseteq\mathcal{H}$ +\end_inset + + שרשרת אז ל +\begin_inset Formula $V$ +\end_inset + + יש חסם מלעיל ב +\begin_inset Formula $\mathcal{H}$ +\end_inset + +. + נגדיר +\begin_inset Formula $F_{V}={\displaystyle \bigcup V}=\{U\subseteq I:U\in F,\, for\, some\, F\in V\}$ +\end_inset + +. + נראה ש +\begin_inset Formula $F_{V}$ +\end_inset + + הוא מסנן. + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +ברור כי +\begin_inset Formula $\emptyset\not\in F_{V}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נניח ש +\begin_inset Formula $U_{1},U_{2}\in F_{V}$ +\end_inset + +. + קיימים +\begin_inset Formula $F_{1},F_{2}\in V$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $U_{1}\in F_{1}$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $U_{2}\in F_{2}$ +\end_inset + +. + כיוון ש- +\begin_inset Formula $V$ +\end_inset + + שרשרת, ב.ה.כ +\begin_inset Formula $F_{1}\subseteq F_{2}$ +\end_inset + + . + לכן +\begin_inset Formula $U_{1}\in F_{2}$ +\end_inset + + לכן גם +\begin_inset Formula $U_{1}\cap U_{2}\in F_{2}$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $U_{1}\cap U_{2}\in F_{V}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $U\in F_{V}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $U\subseteq W$ +\end_inset + + אז לפי הגדרה קיים איזה +\begin_inset Formula $F\in V$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $U\in F$ +\end_inset + +. + לכן גם +\begin_inset Formula $W\in F$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $W\in F_{V}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +הראנו שלכל שרשרת ב +\begin_inset Formula $\mathcal{H}$ +\end_inset + + יש חסם מלעיל, כי ברור +\begin_inset Formula $F_{V}\in\mathcal{H}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $F\subseteq F_{V}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $F\in V$ +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula $F_{V}$ +\end_inset + + חסם מלעיל ל- +\begin_inset Formula $V$ +\end_inset + +. + לפי הלמה של צורן, ב- +\begin_inset Formula $\mathcal{H}$ +\end_inset + + יש איבר מירבי, נסמנו +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + +. + נראה ש +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + + על מסנן. + נניח בשלילה שהוא לא. + כיוון ש- +\begin_inset Formula $\mathcal{U}\in\mathcal{H}$ +\end_inset + + הוא מסנן ולכן הנחת השלילה מבטיחה שיש קבוצה +\begin_inset Formula $U\subseteq I$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $U\not\in\mathcal{U}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $I\backslash U\not\in\mathcal{U}$ +\end_inset + +. + נשים לב כי במקרה זה +\begin_inset Formula $\mathcal{U}_{U}=\mathcal{U}\cup\{W\subseteq I:U\cap V\subseteq W,\, for\, some\, V\in\mathcal{U}\}$ +\end_inset + + הוא מסנן וזאת תהיה סתירה למירביות של +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + + כי +\begin_inset Formula $\mathcal{U}\not\subseteq\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + +. + מדוע +\begin_inset Formula $\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + + הוא מסנן? +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נוכיח ש +\begin_inset Formula $\emptyset\in\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + +. + אם +\begin_inset Formula $\emptyset\in\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + + הרי שהיא מהצורה +\begin_inset Formula $U\cap V$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $V\in\mathcal{U}$ +\end_inset + +. + אבל אז +\begin_inset Formula $V\subseteq I\backslash U$ +\end_inset + + ואז +\begin_inset Formula $I\backslash U\in\mathcal{U}$ +\end_inset + + בסתירה. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + + סגורה כלפי מעלה מעצם הגדרתה. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נראה כי אם +\begin_inset Formula $U_{1},U_{2}\in\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + + אז גם +\begin_inset Formula $U_{1}\cap U_{2}\in\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + +. + ב.ה.כ +\begin_inset Formula $U_{1}\not\in\mathcal{U}$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $U\cap V\subseteq U$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $V\in\mathcal{U}$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $U\cap V\cap U_{2}\subseteq U_{2}\cap U_{1}$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $V$ +\end_inset + + הזו. + אם +\begin_inset Formula $U_{2}\in\mathcal{U}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $V\cap U_{2}\in\mathcal{U}$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $U\cap(V\cap U_{2})\in\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + + וכך גם +\begin_inset Formula $U_{1}\cap U_{2}$ +\end_inset + +. + אחרת +\begin_inset Formula $U\cap V_{2}\subseteq U_{2}$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $V_{2}\in\mathcal{U}$ +\end_inset + + . + ואז +\begin_inset Formula $U\cap(V\cap V_{2})\subseteq U_{1}\cap U_{2}$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $U\cap(V\cap V_{2})\in\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + +. + קיבלנו +\begin_inset Formula $\mathcal{U}_{U}\in\mathcal{H}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\mathcal{U}\not\in\mathcal{U}_{U}$ +\end_inset + + סתירה. + לכן +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + + על מסנן. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +)הרחבה( אם +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + מסנן על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + נגדיר +\begin_inset Formula $\mathcal{H}_{F}\subseteq\mathcal{H}$ +\end_inset + + אוסף המסננים המכילים את +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +. + באופן טריויאלי לכל שרשרת ב- +\begin_inset Formula $\mathcal{H}_{F}$ +\end_inset + + יש חסם מלעיל ב- +\begin_inset Formula $\mathcal{H_{F}}$ +\end_inset + +)כי כל שרשרת כזו היא שרשרת של איברים שגדולים מ- +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + ולכן אם יש לה חסם ב +\begin_inset Formula $\mathcal{H}$ +\end_inset + + הרי שהוא חסם ב +\begin_inset Formula $\mathcal{H}_{F}$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $\mathcal{H}_{F}$ +\end_inset + +מקיימת את הלמה של צורן, לכן יש איבר מירבי גם ב +\begin_inset Formula $\mathcal{H}$ +\end_inset + +וראינו שאלו על מסננים. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Corollary +לכל קבוצה אינסופית +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + יש על מסנן +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + כך שאם +\begin_inset Formula $|I\backslash U|<\aleph_{0}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $U\in F$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Definition + +\bar under +מכפלות +\bar default +: תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + +קבוצה לא ריקה כלשהי ו- +\begin_inset Formula $\{M_{\gamma}\}_{\gamma\in\Gamma}$ +\end_inset + + אוסף של קבוצות לא ריקות. + אז המכפלה +\begin_inset Formula ${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + זה אוסף כל הפונקציות +\begin_inset Formula $f:\Gamma\rightarrow{\displaystyle \bigcup_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + המקיימות +\begin_inset Formula $f(\gamma)\in\mathcal{M}_{\gamma}$ +\end_inset + +. + הערה: אם +\begin_inset Formula $\Gamma=\{1,...,n\}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{i}=\mathcal{M}_{j}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i,j$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula ${\displaystyle \prod_{i=1}^{n}\mathcal{M}=\mathcal{M}^{n}}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Theorem + +\bar under +אקסיומת הבחירה +\bar default +: אם +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + +לא ריקה ו- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\gamma}\not=\emptyset$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\gamma\in\Gamma$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula ${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}\not=\emptyset}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +מכפלות +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Definition + +\bar under +מכפלות +\bar default +: תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצה לא ריקה כלשהי ו- +\begin_inset Formula $\{M_{\gamma}\}_{\gamma\in\Gamma}$ +\end_inset + + אוסף של קבוצות לא ריקות. + אז המכפלה +\begin_inset Formula ${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + זה אוסף כל הפונקציות +\begin_inset Formula $f:\Gamma\rightarrow{\displaystyle \bigcup_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + המקיימות +\begin_inset Formula $f(\gamma)\in\mathcal{M}_{\gamma}$ +\end_inset + +. + הערה: אם +\begin_inset Formula $\Gamma=\{1,...,n\}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{i}=\mathcal{M}_{j}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i,j$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula ${\displaystyle \prod_{i=1}^{n}\mathcal{M}=\mathcal{M}^{n}}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Definition +דוגמה: אם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\gamma}=\mathcal{M}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula ${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}=M^{\Gamma}}$ +\end_inset + +זה פשוט אוסף כל הפונקציות מ +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Definition +אם +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + +לא ריקה ו- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\gamma}\not=\emptyset$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\gamma\in\Gamma$ +\end_inset + +. + תהי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}=\prod\mathcal{M}_{\gamma}$ +\end_inset + +. + ל +\begin_inset Formula $\bar{x},\bar{y}\in\mathcal{M}$ +\end_inset + + נגדיר +\begin_inset Formula $x\sim_{F}y$ +\end_inset + + עבור על מסנן +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{y}(\gamma)\}\in F$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +בסימונים של ההגדרה האחרונה +\begin_inset Formula $\sim_{F}$ +\end_inset + + הוא יחס שקילות. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{y}(\gamma)\}=\Gamma\in F$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{y}(\gamma)\}=\{\gamma\in\Gamma:\bar{y}(\gamma)=\bar{x}(\gamma)\}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נניח ש +\begin_inset Formula $x\sim_{F}y$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $y\sim_{F}z$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +U & = & \{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{y}(\gamma)\}\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +V & = & \{\gamma\in\Gamma:\bar{y}(\gamma)=\bar{z}(\gamma)\}\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + לכן +\begin_inset Formula $U\cap V\in F$ +\end_inset + + אבל +\begin_inset Formula $U\cap V\subseteq\{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{z}(\gamma)\}\in F$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\end_deeper +\begin_layout Definition +תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצה לא ריקה ולכל +\begin_inset Formula $\gamma\in\Gamma$ +\end_inset + + יהי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\gamma}$ +\end_inset + + מבנה לשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +. + יהי +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על מסנן )לא ראשי( על +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + אז העל מכפלה של +\begin_inset Formula $\{\mathcal{M}_{\gamma}\}_{\gamma\in\Gamma}$ +\end_inset + + ביחס ל +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + שתסומן +\begin_inset Formula $\mathcal{M=}({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})/F$ +\end_inset + + היא המבנה המוגדר כלהלן: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +העולם של העל מכפלה הוא +\begin_inset Formula $({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})/\sim_{F}$ +\end_inset + + כלומר אוסף מחלקות השקילות של היחס +\begin_inset Formula $\sim_{F}$ +\end_inset + + על המכפלה +\begin_inset Formula $({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל קבוע אישי +\begin_inset Formula $c\in\mathcal{L}$ +\end_inset + + נפרש +\begin_inset Formula $[(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}]$ +\end_inset + + מחלקת השקילות של הסדרה +\begin_inset Formula $(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}$ +\end_inset + + ביחס ל +\begin_inset Formula $\sim_{F}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל סימן יחס n-מקומי +\begin_inset Formula $R\in\mathcal{L}$ +\end_inset + + . + נאמר ש +\begin_inset Formula $[\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n}}]\in R^{\mathcal{M}}$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:(\bar{a_{1}}(\gamma),...,\bar{a_{n}}(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + . + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל סימן פונקציה n-מקומי +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +נאמר ש +\begin_inset Formula $F^{\mathcal{M}}[(\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n})}]=[b]$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:F^{\mathcal{M}_{\gamma}}(\bar{a_{1}}(\gamma),...,\bar{a_{n}}(\gamma))=b(\gamma)\}\in F$ +\end_inset + + . + הערה: הנ"ל מוגדר היטב. + כלומר אם +\begin_inset Formula $[b]=[d]$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} + & & \underset{\in F}{\underbrace{\underset{\in F}{\underbrace{\{\gamma\in\Gamma:F^{\mathcal{M}_{\gamma}}(\bar{a_{1}}(\gamma),...,\bar{a_{n}}(\gamma))=b(\gamma)\}}}\cap\underset{\in F}{\underbrace{\{\gamma\in\Gamma:d(\gamma)=b(\gamma)\}}}}}\\ + & \subseteq & \underset{\in F}{\underbrace{\{\gamma\in\Gamma:F^{\mathcal{M}_{\gamma}}(\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n}}(\gamma))=d(\gamma)\}}} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + כי +\begin_inset Formula $[b]=[d]$ +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula $b\sim_{F}d$ +\end_inset + + וזאת בדיוק ההגדרה. + +\end_layout + +\begin_layout Theorem +יהיו +\begin_inset Formula $\mathcal{M}=({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})/F$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\varphi(x_{1},...,x_{n})$ +\end_inset + + נוסחה ו- +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + השמה ל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +. + אזי מתקיים +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s)=TRUE$ +\end_inset + + אם ורק אם לכל השמות +\begin_inset Formula $(s_{\gamma})_{\gamma\in\Gamma}$ +\end_inset + + )עם +\begin_inset Formula $s_{\gamma}$ +\end_inset + + השמה ל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\gamma}$ +\end_inset + +( כך ש +\begin_inset Formula $[(s_{\gamma})_{\gamma\in\Gamma}]\sim_{F}[s]$ +\end_inset + + מתקיים ש +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s_{\gamma})=TRUE\}\in F$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +באינדוקציה על יצירת הנוסחאות. + נתחיל משמות עצם: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +עבור +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + קבוע אישי +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(c,s)=c^{\mathcal{M}}=[(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}]=[Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(c,s)_{\gamma\in\Gamma}]$ +\end_inset + +. + לשם נוחות נקבע השמה +\begin_inset Formula $s_{0}$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula ${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $[s_{0}]=s$ +\end_inset + +. + כלומר לכל משתנה אישי +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $[s_{0}(x)]=s(x)$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + משתנה אישי +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + : +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(x,s)=\underset{=[s_{\gamma}(x)]}{\underbrace{[s_{0}(x)]}}=s(x)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + פונקציה +\begin_inset Formula $t=F(t_{1},...,t_{n})$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(F(t_{1},...,t_{n}),s) & = & F{}^{\mathcal{M}}(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s))\\ + & = & F^{\mathcal{M}}([Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s_{\gamma})],...,[Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s_{\gamma})])\\ + & = & [F^{\mathcal{M}_{\gamma}}(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s_{\gamma}),...Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s_{\gamma})] +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +עתה נתחיל בהוכחה עבור נוסחאות: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + נוסחה אטומית +\begin_inset Formula $R(t_{1}(x_{1},...,x_{n}),...,t_{m}(x_{1},...,x_{n}))$ +\end_inset + + אז אם ורק אם +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(R(t_{1},...,t_{n}),s) & = & TRUE\\ + & \iff & (Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...Val_{\mathcal{M}}(t_{m},s))\in R^{\mathcal{M}}\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s)(\gamma),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s)(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + אם ורק אם לפי מה שהראנו עבור שמות עצם +\begin_inset Formula $[Val_{\mathcal{M}}(t_{i},s)]=[(Val_{\mathcal{M}}(t_{i},s_{\gamma})(\gamma))_{\gamma\in\Gamma}]$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $1\le i\le m$ +\end_inset + +. + לכן, +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s_{\gamma}),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{m},s_{\gamma}))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F\\ + & & \iff\{\gamma\in\Gamma:(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s_{\gamma}),...,Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{m},s_{\gamma}))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + וזה מה שהיינו צריכים . +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Section +משפט +\family roman +\series bold +\shape up +\size larger +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +Los +\family roman +\series bold +\shape up +\size larger +\emph off +\bar no +\noun off +\color none +\lang hebrew + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +והוכחת קומפקטיות +\end_layout + +\begin_layout Theorem + +\bar under +משפט +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\noun default +\color inherit +\lang english +Los +\bar default +\lang hebrew + תהי +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + שפה לתחשיב הפסוקים, +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצה לא ריקה, לכל +\begin_inset Formula $\gamma\in\Gamma$ +\end_inset + + מבנה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\gamma}$ +\end_inset + + לשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +. + יהי +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על מסנן על +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + השמה עבור +\begin_inset Formula $\mathcal{M}=({\displaystyle \prod_{\gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}/F)$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + נוסחה ב +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +. + אזי +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(\varphi,\bar{s})=TRUE$ +\end_inset + +אם ורק אם לכל השמה +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula ${\displaystyle \prod_{\gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + המקיימת +\begin_inset Formula $\bar{s}(x)=[s(x)]$ +\end_inset + + מתקיים: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\mathcal{M}_{\gamma},s(\gamma))=TRUE\}\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + )כאשר +\begin_inset Formula $s(\gamma)(x)$ +\end_inset + + זה הקואורדינטה ה +\begin_inset Formula $\gamma$ +\end_inset + + של +\begin_inset Formula $s(x)$ +\end_inset + +(. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +תזכורת: כיצד מגדירין )"לכבוד פסח" - א. + חסון, חג שמח( מבנה לשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula ${\displaystyle (\prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}/F)$ +\end_inset + +? +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור קבוע אישי +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + פשוט לוקחים את +\begin_inset Formula $[(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}]$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור סימן יחס n-מקומי +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + נקבע ש- +\begin_inset Formula $\left\langle \bar{a}_{1},...,\bar{a}_{n}\right\rangle \in R^{\mathcal{M}}$ +\end_inset + + אם קיימים +\begin_inset Formula $a_{1},...,a_{n}\in{\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $[a_{1}]=\bar{a_{1}},...,[a_{n}]=\bar{a_{n}}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:(a_{1}(\gamma),...a_{n}(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור סימן פונקציה n-מקומי +\begin_inset Formula $F^{\mathcal{M}}(\bar{a}_{1},...,\bar{a}_{n})=b$ +\end_inset + + אם קיימים +\begin_inset Formula $b,a_{1},...,a_{n}\in{\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $[a_{1}]=\bar{a_{1}},...,[a_{n}]=\bar{a_{n}},[b]=b$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:F^{\mathcal{M}}(a_{1}(\gamma),...a_{n}(\gamma))=b(\gamma)\}\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תרגיל: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +להוכיח כי זה מוגדר היטב, כלומר +\begin_inset Formula $F^{\mathcal{M}}$ +\end_inset + + היא אכן פונקציה. + ז"א עבור +\begin_inset Formula $\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n}}\in\mathcal{M}$ +\end_inset + + קיים +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + יחיד כך ש +\begin_inset Formula $F^{\mathcal{M}}(\bar{a_{1},}...,\bar{a_{n}})=b$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $[a_{1}]=\bar{a_{1}},...,[a_{n}]=\bar{a_{n}}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $F^{\mathcal{M}}(\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n}})=[F^{\mathcal{M}}(a_{1}(\gamma),...,a_{n}(\gamma))_{\gamma\in\Gamma}]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Proof +ראשית נראה: אם +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + שם עצם ב +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\bar{s},s$ +\end_inset + + השמות כבניסוח המשפט אז +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(t,\bar{s})=[(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t,s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}]$ +\end_inset + + באינדוקציה על יציאת +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +עבור +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + קבוע אישי +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(t,\bar{s})=[(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}]=[(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(c,s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + משתנה אישי +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(t,s)=\bar{s}(x)=[s(\gamma)(x)_{\gamma\in\Gamma}]=[(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t,s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור +\begin_inset Formula $t=F(t_{1},...,t_{n})$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(f(t_{1},...t_{n}),\bar{s})\\ + & = & F^{\mathcal{M}}(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s))\\ + & = & F^{\mathcal{M}}([(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}],...,[(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}]\\ + & = & [F^{\mathcal{M}}(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s(\gamma)),...,(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s(\gamma))] +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +הוכחנו עבור שמות עצם. + כעת נוכיח את המשפט באינדוקציה על יצירת הנוסחה. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + נוסחה אטומית +\begin_inset Formula $R(t_{1},...,t_{n})$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(R(t_{1},...t_{n}),\bar{s}) & = & TRUE\iff(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},\bar{s}),...Val_{\mathcal{M}}(t_{n},\bar{s}))\in R^{\mathcal{M}} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + אם ורק אם קיימים נציגים ל- +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(t,\bar{s})$ +\end_inset + + נסמנם +\begin_inset Formula $a_{1},...,a_{n}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:(a_{1}(\gamma),...,a_{n}(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F$ +\end_inset + +. + את מי נבחר כנציגים? לפי מה שהראנו עבור שמות עצם אפשר לבחור את +\begin_inset Formula $(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{i},s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}$ +\end_inset + + בתור נציגים לכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + +. + ז"א +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\\ + & & \iff\{\gamma\in\Gamma:(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s(\gamma)),...,Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + )וזה בדיוק מה שמשפט +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +Los +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none +\lang hebrew + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +אומר(. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עבור +\begin_inset Formula $\varphi=\neg\psi$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\psi,\bar{s}) & = & TRUE\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\psi,s(\gamma))=TRUE\}\in F\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\psi,s(\gamma))=FALSE\}\not\in F\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\neg\psi,s(\gamma))=TRUE\}\not\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + וזה מתקיים +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none +אם ורק אם +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\neg\psi,\bar{s}) & = & FALSE\iff Val_{\mathcal{M}}(\varphi,\bar{s})=FALSE +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +המקרים של +\begin_inset Formula $\varphi=\psi_{1}\square\psi_{2}$ +\end_inset + + דומים מאוד )משתמשים בתכונות של על מסנן(. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +נותר המקרה +\begin_inset Formula $\varphi=\exists x\psi(x)$ +\end_inset + + )המקרה של +\begin_inset Formula $\forall x$ +\end_inset + + נובע מהמקרה הנ"ל וממה שעבר עשינו ע"י השקילות הלוגית +\begin_inset Formula $\forall x\psi(x)=\neg\exists x\neg\psi(x)$ +\end_inset + +(. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +כיוון אחד: נניח כי +\begin_inset Formula $(\mathcal{M},s)\models(\exists x)\psi(x)$ +\end_inset + + ז"א שקיים +\begin_inset Formula $\bar{a}\in\mathcal{M}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $(\mathcal{M},s)\models\psi(\bar{a})$ +\end_inset + +. + נוסיף לשפה קבוע אישי חדש +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + ונרשום +\begin_inset Formula $\psi(c)$ +\end_inset + + הנוסחה המתקבלת מ +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + +ע"י החלפת של מופע חופשי של +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + בנוסחה +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + ב +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + . + נרחב את +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +למבנה לשפה המועשרת ע"י כך שנגדיר +\begin_inset Formula $c^{\mathcal{M}}=\bar{a}$ +\end_inset + +. + אזי +\begin_inset Formula $Val_{\mathcal{M}}(\psi,\bar{s}[{x\atop \bar{a}}])=Val_{\mathcal{M}}(\psi(c),s)$ +\end_inset + +. + אז לפי הנחת האינדוקציה: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\psi(c),\bar{s}) & = & TRUE\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\psi(c),s(\gamma))=TRUE\}\in F\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\psi(x),s(\gamma)([{x\atop c^{\mathcal{M}_{\gamma}}}]))=TRUE\}\in F\\ + & \Rightarrow & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\exists x\psi(x),s(\gamma))=TRUE\}\in F +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +כיוון שני: נניח כי +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:(M_{\gamma},s)\models(\exists x)\psi(x)\}\in F$ +\end_inset + +. + נגדיר איבר +\begin_inset Formula $a\in{\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$ +\end_inset + + באופן הבא: לכל +\begin_inset Formula $\gamma\in\Gamma$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $(\mathcal{M}_{\gamma},s)\models\exists x\psi(x)$ +\end_inset + + אז נבחר +\begin_inset Formula $a_{\gamma}$ +\end_inset + + שמעיד על כך. + אם +\begin_inset Formula $(\mathcal{M}_{\gamma},s)\not\models\exists x\psi(x)$ +\end_inset + + נבחר +\begin_inset Formula $a_{\gamma}\in\mathcal{M}_{\gamma}$ +\end_inset + + שרירותי. + נגדיר +\begin_inset Formula $\bar{a}=[a]$ +\end_inset + + . + מההנחה שלנו +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:(\mathcal{M}_{\gamma},s(\gamma)[{x\atop a_{\gamma}}])\models\psi(x)\}\in F\\ + & & \iff(\mathcal{M},\bar{s}[{x\atop \bar{a}}])\models\psi(x)\\ + & & \iff(\mathcal{M},\bar{s})\models(\exists x)\psi(x) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\end_deeper +\begin_layout Corollary +נניח ש +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + לא ריקה ו +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\gamma}$ +\end_inset + +מבנים לשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\gamma\in\Gamma$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על מסנן על +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + +, אזי לכל פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + ב +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})/F\models\psi$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\in F$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Corollary + +\bar under +משפט הקומפקטיות +\bar default +: תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצה פסוקים בשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +. + נניח שלכל +\begin_inset Formula $\psi_{1},\psi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + + גם +\begin_inset Formula $\psi_{1}\wedge\psi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + + ולכל +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma$ +\end_inset + + קיים מודל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\psi}\models\psi$ +\end_inset + + אזי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה כלומר קיים +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +לכל +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma$ +\end_inset + + נבחר מבנה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\psi}\models\psi$ +\end_inset + +. + תהי +\begin_inset Formula $\mathcal{U}\subseteq\mathbb{P}(\Gamma)$ +\end_inset + + הקבוצה המקיימת קיים +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma$ +\end_inset + +כך ש: +\begin_inset Formula $V\in\mathcal{U}\iff\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\subseteq V$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + + מסנן על +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\begin_layout Proof +לכל +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma$ +\end_inset + + מהנחתנו +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{\psi}\models\psi$ +\end_inset + + לכן +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\not=\emptyset$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $\mathcal{U}\not=\emptyset$ +\end_inset + +. + ברור ש +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + + סגורה כלפי מעלה. + נניח ש +\begin_inset Formula $v_{1},v_{2}\in\mathcal{U}$ +\end_inset + + אזי קיימים +\begin_inset Formula $\psi_{1},\psi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi_{i}\}\subseteq V_{i}$ +\end_inset + + וזה גורר..... + +\begin_inset Formula $V_{1}\cap V_{2}\in\mathcal{U}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +יהי +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + על מסנן שמרחיב את +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + + . + לפי המסקנה מתקיים +\begin_inset Formula $({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma})}/F\models\psi$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\in F$ +\end_inset + +. + אבל מהגדרת +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma$ +\end_inset + + הקבוצה +\begin_inset Formula $\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\in\mathcal{U}$ +\end_inset + + ולכן ל- +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +. + מש"ל. +\end_layout + +\begin_layout Section +עקביות +\end_layout + +\begin_layout Theorem +תהי +\begin_inset Formula $(P,\le)$ +\end_inset + + קס"ח, אזי קיים יחס +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + )דו-מקומי( כך ש- +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + יחס סדר קווי +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +לכל +\begin_inset Formula $a,b\in P$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $a\le b$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $R(a,b)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +במילים אחרות, קיים סדר קווי +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + שמרחיב את +\begin_inset Formula $\le$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Theorem + +\bar under +הערה: +\bar default + המשפט עבור קבוצה סופית +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + איננו קשה. + ההוכחה באינדוקציה על +\begin_inset Formula $|P|$ +\end_inset + +. + עבור +\begin_inset Formula $|P|=1$ +\end_inset + + אין מה להוכיח. + נניח שהוכחנו עבור כל +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + עם +\begin_inset Formula $|P|=n$ +\end_inset + + ונוכיח עבור +\begin_inset Formula $n+1$ +\end_inset + +: תהי +\begin_inset Formula $(P,\le)$ +\end_inset + + קס"ח עם +\begin_inset Formula $n+1$ +\end_inset + + איברים. + כיוון ש +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + סופית יש לה איבר מינימלי +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + +. + תהי +\begin_inset Formula $Q=P\backslash\{a\}$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $(Q,\le)$ +\end_inset + + קס"ח עם +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + איברים ולפי הנחת האינדוקציה יש +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + סדר קווי על +\begin_inset Formula $Q$ +\end_inset + + שמרחיב את +\begin_inset Formula $\le$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $Q$ +\end_inset + +. + עתה לא קשה לבדוק שאם נגדיר +\begin_inset Formula $R(a,b)$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $b\in Q$ +\end_inset + + נקבל את המבוקש. +\end_layout + +\begin_layout Proof +)מקרה כללי( תהי +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + שפה לתחשיב היחסים שבה: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +לכל +\begin_inset Formula $p\in P$ +\end_inset + + יש קבוע אישי +\begin_inset Formula $c_{p}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +יחס דו מקומי +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +בלבד. + +\bar default + נגדיר קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $T_{P}$ +\end_inset + + ב +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + באופן הבא: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $c_{p}\not=c_{q}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $p\not=q\in P$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + יחס סדר קווי +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל +\begin_inset Formula $p,q\in P$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $p\le q$ +\end_inset + + אזי יהיה פסוק +\begin_inset Formula $R(c_{p},c_{q})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Claim +\begin_inset Formula $T_{P}$ +\end_inset + + ספיקה )מקומית(. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Proof +ממשפט הקומפקטיות יספיק להוכיח ש +\begin_inset Formula $T_{P}$ +\end_inset + + ספיקה מקומית. + תהי +\begin_inset Formula $T_{0}\subseteq T_{P}$ +\end_inset + + סופית. + בה"כ האקסיומה ) +\numeric on +2 +\numeric off +( " +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + יחס סדרי קווי" שייכת ל +\begin_inset Formula $T_{0}$ +\end_inset + +. + בנוסף נשים לב שב +\begin_inset Formula $T_{0}$ +\end_inset + + מופיעים רק מספר סופי של קבועים, נאמר: +\begin_inset Formula $c_{P_{1}},...,c_{p_{n}}$ +\end_inset + +. + נביט בקבוצה +\begin_inset Formula $P_{0}=\{p_{1},...,p_{n}\}\subseteq P$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $(P_{0},\le)$ +\end_inset + + קס"ח סופית. + לכן לפי ההערה יש יחס +\begin_inset Formula $R^{P_{0}}$ +\end_inset + + שהוא סדר קווי על +\begin_inset Formula $P_{0}$ +\end_inset + + המרחיב את +\begin_inset Formula $\le$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $P_{0}$ +\end_inset + +. + ברור שאם נפרש את +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + ב +\begin_inset Formula $P_{0}$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $R^{P_{0}}$ +\end_inset + + כנ"ל ו- +\begin_inset Formula $c_{p_{i}}$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $p_{i}$ +\end_inset + + אז נקבל מודל של +\begin_inset Formula $T_{0}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +יהי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models T_{P}$ +\end_inset + +, בפרט +\begin_inset Formula $R^{\mathcal{M}}$ +\end_inset + + סדר קווי על +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +. + יהי +\begin_inset Formula $\mathcal{N}\le\mathcal{M}$ +\end_inset + + המבנה שעולמו הוא הקבועים של +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + )כלומר +\begin_inset Formula $a\in\mathcal{N}\iff a=c_{p}^{\mathcal{M}}$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $p\in P$ +\end_inset + +(. + נגדיר יחס סדר חלקי +\begin_inset Formula $\le^{\mathcal{N}}$ +\end_inset + +על +\begin_inset Formula $\mathcal{N}$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $p\le q\iff c_{p}^{\mathcal{N}}\le c_{q}^{\mathcal{N}}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $p,q\in P$ +\end_inset + + . + אז +\begin_inset Formula $(P,\le)\cong(N,\le^{\mathcal{N}})$ +\end_inset + + פשוט ע"י +\begin_inset Formula $p\mapsto c_{p}^{\mathcal{N}}$ +\end_inset + +. + לכן בה"כ +\begin_inset Formula $(P,\le)=(N,\le^{\mathcal{N}})$ +\end_inset + +. + עתה +\begin_inset Formula $R^{\mathcal{M}}|\mathcal{N}$ +\end_inset + + )צמצום( סדר קווי על +\begin_inset Formula $\mathcal{N}$ +\end_inset + +. + )לפי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models(2)$ +\end_inset + + מתקיים כי +\begin_inset Formula $R^{\mathcal{M}}$ +\end_inset + + סדר קווי וצמצום של כזה הוא נשאר קווי(. + כיוון ש- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models(3)$ +\end_inset + + אז אם +\begin_inset Formula $p\le q$ +\end_inset + + אזי +\begin_inset Formula $p(c_{p},c_{q})$ +\end_inset + + היא אקסיומה ב) +\numeric on +3 +\numeric off +( ולכן +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models R(c_{p},c_{q})$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $\mathcal{N}\models R(c_{p},c_{q})$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Theorem +תהי +\begin_inset Formula $L=\{G\}$ +\end_inset + + עבור יחס דו מקומי +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. + +\begin_inset Formula $T_{G}$ +\end_inset + + התורה שאומרת כי העולם הוא גרף. + אזי אין פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + ב +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + גרף קשיר. +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח בשלילה שיש פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + כזה. + נוסיף לשפה קבועים אישיים חדשים +\begin_inset Formula $c_{1},c_{2}$ +\end_inset + +. + יהי +\begin_inset Formula $\varphi_{n}$ +\end_inset + + הפסור שאומר שאין מסילה באורך קטן מ +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + בין +\begin_inset Formula $c_{1}$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $c_{2}$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula +\[ +\neg(\exists x_{1},...,x_{n})[G(c_{1},x_{1})\wedge\bigwedge_{i=1}^{n-1}(G(x_{i},x_{i+1})\vee x_{i}=x_{i+1})\wedge G(c_{2},x_{n})] +\] + +\end_inset + + נשים לב ש +\begin_inset Formula $\Gamma=\{c_{1},c_{2}\}\cup\psi\cup\{\varphi_{n}\}_{n=1}^{\infty}$ +\end_inset + + עיקבית מקומית. + אם +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}$ +\end_inset + + קבוצה סופית של פסוקים מן הקבוצה הנ"ל יש +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + מירבי כך ש +\begin_inset Formula $\varphi_{n}\in\Gamma_{0}$ +\end_inset + +. + ברור שאם נמצא +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{n}\wedge\psi\wedge(c_{1}\not=c_{2})$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma_{0}$ +\end_inset + +. + אבל ברור שלכל +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + יש גרך המקיים את +\begin_inset Formula $\varphi_{n}\wedge\psi\wedge(c_{1}\not=c_{2})$ +\end_inset + + )פחות מ +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + קודקודים, בפרט אין מסילה מ +\begin_inset Formula $c_{1}$ +\end_inset + +ל +\begin_inset Formula $c_{2}$ +\end_inset + +(. + ולכן +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ספיקה סופית. + לפי קומפקטיות +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + עקבית. + אבל זה לא ייתכן: אם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + + ולכן בין +\begin_inset Formula $c_{1}$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $c_{2}$ +\end_inset + + יש מסילה ובהכרח אורכה סופי, נאמר +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +. + מצד שני +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{n}$ +\end_inset + + ולכן אין מסילה באורך +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + בין +\begin_inset Formula $c_{1}$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $c_{2}$ +\end_inset + + וזוהי סתירה להנחת השלילה. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +הערה: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +באופן דומה אפשר להוכיח כי אין פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + בשפה +\begin_inset Formula $L=\{\le\}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $\{\le\}$ +\end_inset + + סדר טוב )כלומר +\begin_inset Formula $\le$ +\end_inset + + סדר שווי בלי סדרה אינסופית יורדת(. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אותה הוכחה בדיוק תעבוד אם ננסה למצוא קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + גרף קשיר/ +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + סדור היטב )סדר טוב(. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תזכורת: +\end_layout + +\begin_layout Standard +אם +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים אז +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi$ +\end_inset + + אם לכל מבנה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +: אם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\begin_layout Corollary +אם +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi$ +\end_inset + + אז קיימת קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}\subseteq\Gamma$ +\end_inset + + סופית כך ש +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}\models\psi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נביט בקבוצה +\begin_inset Formula $\Gamma\cup\{\neg\psi\}$ +\end_inset + + . + מהנחתנו קבוצה זו איננה ספיקה. + מקומפקטיות יש +\begin_inset Formula $\Gamma_{1}\subseteq\Gamma\cup\{\neg\psi\}$ +\end_inset + + סופית כך ש +\begin_inset Formula $\Gamma_{1}$ +\end_inset + + איננה ספיקה. + ברור ש +\begin_inset Formula $\neg\psi\in\Gamma_{1}$ +\end_inset + + כי אחרת +\begin_inset Formula $\Gamma_{1}\subseteq\Gamma$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + עקבית. + )אם +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + איננה עקבית מקומפקטיות יש +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}\subseteq\Gamma$ +\end_inset + + שאינה ספיקה ו +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}\models\varphi$ +\end_inset + + לכל פסוק +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + +(. + לכן +\begin_inset Formula $\Gamma\supseteq\Gamma_{0}=\Gamma_{1}\backslash\{\neg\psi\}$ +\end_inset + + סופית ומקיימת +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}\models\psi$ +\end_inset + + )כי אחרת יש מודל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma_{0}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\not\models\psi$ +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\neg\psi$ +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\Gamma_{1}$ +\end_inset + + בסתירה לבחירת +\begin_inset Formula $\Gamma_{1}$ +\end_inset + +(. + במילים אחרות ליחס +\begin_inset Formula $\models$ +\end_inset + + יש טבע סופי. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +שאלה מרכזית +\bar default +: בהינתן שפה +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + וקבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ב +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + +, כיצד אפשר לדעת/לבדוק ביחס לפסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + כלשהו האם +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi$ +\end_inset + +? בתור התחלה נשים לב שאם +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma$ +\end_inset + + אז בוודאי +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi$ +\end_inset + +. + ולכן רצוי שנוכל לענות על השאלה האם +\begin_inset Formula $\psi\in\Gamma$ +\end_inset + +? נניח שהגדרנו מתי קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + היא חשיבה, כלומר ניתן לענות על השאלה מתי פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + שייך ל +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + +. + נניח ש +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים חשיבה ונניח ש +\begin_inset Formula $\psi_{1},\psi_{2}\in\Gamma$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi_{1}\wedge\psi_{2}$ +\end_inset + +. + נניח ש +\begin_inset Formula $\psi_{1}\in\Gamma$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi_{1}\rightarrow\psi_{2}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi_{2}$ +\end_inset + +. + באופן כללי יותר אם הראנו למשל +\begin_inset Formula $\psi_{1}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\psi_{1}\rightarrow\psi_{2}$ +\end_inset + + נגררים לוגית ע"י +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + אז ניתן להראות +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi_{2}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +מערכות היסק ויכיחות +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +בעיה מרכזית: +\bar default + נתונה קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ורוצים לדעת עבור פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + האם +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +מקרה פרטי: +\begin_inset Formula $\Gamma=\emptyset$ +\end_inset + +, כלומר רוצים לדעת האם פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית או לא. + המקרה הפרטי מנביע את המקרה הכללי. + מדוע? בהינתן קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + כלשהו, אם +\begin_inset Formula $\Gamma\models\psi$ +\end_inset + + אז יש +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}\subseteq\Gamma$ +\end_inset + + סופית כך ש +\begin_inset Formula $\Gamma_{0}\models\psi$ +\end_inset + + )משפט הקומפקטיות( ולכן +\begin_inset Formula $({\displaystyle \bigwedge_{\varphi\in\Gamma_{0}}\varphi})\rightarrow\psi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית ואת זה אנחנו יודעים לבדוק. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +שאלה +\bar default +: מתי פסוק הוא אמיתי לוגית? +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אנחנו יודעים שכל טאוטולוגיה היא אמיתית לוגית. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית אז +\begin_inset Formula $\forall x\varphi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית. + אפשר לרשום גם: +\begin_inset Formula $\varphi\rightarrow\forall x\varphi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $\forall x\varphi(x)$ +\end_inset + + אמיתי לוגית אז +\begin_inset Formula $\varphi(t)$ +\end_inset + + אמיתי לוגית לכל שם עצם +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + +. + אפשר לרשום גם: +\begin_inset Formula $\forall x\varphi(x)\rightarrow\varphi(t)$ +\end_inset + + אמיתי לוגית. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate + +\series bold +אם +\begin_inset Formula $\varphi\rightarrow\psi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית ו +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית אז +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית. + +\series default +)בכל מערכות ההיסק שנעבוד איתן זה יהיה כלל ההיסק היחיד. + זה נקרא +\bar under +כלל הניתוק +\bar default + או +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +Modus Poneus +\lang hebrew +( +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +סימון: +\bar default + בהינתן שפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + מסדר ראשון נסמן +\begin_inset Formula $Def(\mathcal{L})$ +\end_inset + + אוסף הנוסחאות בשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Definition +מערכת היסק )לשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +( זה זוג סדור +\begin_inset Formula $\left\langle \mathcal{A},\mathcal{I}\right\rangle $ +\end_inset + +כאשר: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\mathcal{A}\subseteq Def(\mathcal{L})$ +\end_inset + + )אולי ריקה( שנקראת קבוצת האקסיומות הלוגיות +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula ${\displaystyle \mathcal{I}\subseteq{\displaystyle \bigcup}_{i=1}^{\infty}F_{i}}$ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $F_{n}$ +\end_inset + + זה אוסף הפונקציות +\begin_inset Formula $f:Def^{n}(\mathcal{L})\rightarrow Def(\mathcal{L})$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\mathcal{I}$ +\end_inset + + נקראת אוסף כללי ההיסק. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +הערה: +\bar default + תמיד נדרוש כי: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $\varphi\in\mathcal{A}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית. + במקרה זה נאמר כי האקסיומות הלוגיות +\bar under +תקפות +\bar default +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $f\in\mathcal{I}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\{\varphi_{1},...,\varphi_{n}\}\in dom(f)$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\{\varphi_{1},...,\varphi_{n}\}\models f(\varphi_{1},...,\varphi_{n})$ +\end_inset + +. + במקרה זה נאמר כי כללי ההיסק +\bar under +נאותים +\bar default +. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +סימון +\bar default +: אם נרצה לומר ש +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + +מתקבל מ +\begin_inset Formula $\psi_{1},...,\psi_{n}$ +\end_inset + + על ידי אחד מכללי ההיסק נרשום +\begin_inset Formula $\frac{\psi_{1},...,\psi_{n}}{\psi}$ +\end_inset + + ולא צריך יהיה להסביר באיזה כלל היסק מדובר. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +בהינתן מערכת היסק +\begin_inset Formula $\left\langle \mathcal{A},\mathcal{I}\right\rangle $ +\end_inset + + וקבוצת נוסחאות +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + נאמר שנוסחה +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + +\series bold +יכיחה +\series default + )כלומר, ניתנת להוכחה( מ +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + ,ונסמן +\begin_inset Formula $\Gamma\vdash\psi$ +\end_inset + +, אם קיימת סדרת נוסחאות +\begin_inset Formula $\varphi_{1},...,\varphi_{k}$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $k\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\psi=\varphi_{k}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל +\begin_inset Formula $1\le i\le k$ +\end_inset + + או: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + + אקסיומה לוגית. + או: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\varphi_{i}\in\Gamma$ +\end_inset + +. + או: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + + מתקבל מנוסחאות קודמות בסדרה ע"י אחד מכללי ההיסק. + במקרה שלנו יש +\begin_inset Formula $j_{1},j_{2}<i$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + + מתקבל מ- +\begin_inset Formula $\varphi_{j_{1}}$ +\end_inset + +ו- +\begin_inset Formula $\varphi_{j_{2}}$ +\end_inset + + ע"י כלל הניתוק. +\end_layout + +\begin_layout Standard +הסדרה +\begin_inset Formula $\varphi_{1},...,\varphi_{k}$ +\end_inset + + המקיימת את התנאים הנ"ל נקראת הוכחה של +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + מ- +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard + +\bar under +שאלה: +\bar default + האם קיימת מערכת היסק +\bar under +חשיבה +\bar default + )כלומר שבה אפשר להכריע מתי נוסחה היא אקסיומה לוגית, ומתי נוסחה מתקבלת מנוסחאות + קודמות ע"י אחד מכללי ההיסק( כך שכל נוסחה אמיתית לוגית יכיחה )מ- +\begin_inset Formula $\emptyset$ +\end_inset + +(. +\end_layout + +\begin_layout Standard +מעכשיו כל מערכת היסק שנדון בה תכיל את כלל הניתוק ככלל יחיד ואת כל הטאוטולוגיות + כאקסיומות לוגיות )אולי גם אקסיומות לוגיות נוספות(. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +תהי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + תורה )קבוצת פסוקים ספיקה( כלשהי ו +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + נוסחה כך ש- +\begin_inset Formula $T\vdash\psi$ +\end_inset + + אזי +\begin_inset Formula $T\cup\{\psi\}$ +\end_inset + + ספיקה. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +יהי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models T$ +\end_inset + + נראה באינדוקציה על אורך ההוכחה של +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + מ- +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ש- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + +. + אם ל- +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + הוכחה באורך +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +אז או ש- +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + אקסיומה לוגית ולכן אמיתי לוגית ולכן מסופק ב- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +, או ש- +\begin_inset Formula $\psi\in T$ +\end_inset + + ובוודאי ש- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + + )כי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models T$ +\end_inset + +(. + נניח ש- +\begin_inset Formula $\varphi_{1},...,\varphi_{k}$ +\end_inset + + הוכחה של +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + מ- +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ואפשר להניח ב.ה.כ ש- +\begin_inset Formula $\psi=\varphi_{k}$ +\end_inset + + מתקבל מאיזה +\begin_inset Formula $\varphi_{j_{1}},\varphi_{j_{2}}$ +\end_inset + + עם +\begin_inset Formula $j_{1},j_{2}<k$ +\end_inset + + ע"י כלל הניתוק. + לפי הנחת האינדוקציה +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{j_{1}}$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\varphi_{j_{2}}$ +\end_inset + +. + מכיוון שכלל הניתוק הוא נאות, בפרט +\begin_inset Formula $\{\varphi_{j_{1}},\varphi_{j_{2}}\}\models\psi$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\psi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Theorem + +\bar under +משפט ההיסק: +\bar default +תהי +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + קבוצת נוסחאות ו- +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + נוסחה כלשהי, אז +\begin_inset Formula $\Gamma\cup\{\psi\}\vdash\phi$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $\Gamma\vdash(\psi\rightarrow\phi)$ +\end_inset + + ) +\begin_inset Formula $\phi$ +\end_inset + + נוסחה(. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +)ההוכחה היא באינדוקציה על אורך ההוכחה, ונראה זאת עוד מעט(. +\end_layout + +\begin_layout Definition +קבוצת נוסחאות +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + תקרא עקבית אם היא לא מוכיחה סתירה. + )סתירה היא המקבילה של טאוטולוגיה - כלומר הצבה של פסוקים מתחשיב היחסים בסתירה + של תחשיב הפסוקים(. +\end_layout + +\begin_layout Remarks +אם +\begin_inset Formula $\Gamma$ +\end_inset + + אינה עקבית אז +\begin_inset Formula $\Gamma\vdash\psi$ +\end_inset + + לכל נוסחה +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +מהנחתנו +\begin_inset Formula $\Gamma\vdash\sigma$ +\end_inset + + לאיזו סתירה +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $\Gamma\rightarrow\psi$ +\end_inset + + היא טאוטולוגיה ) +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + מתקבלת ע"י הצבה של פסוקים מתחשיב היחסים בפסוק +\begin_inset Formula $\Sigma(P_{1},...,P_{n})$ +\end_inset + + של תחשיב הפסוקים ו- +\begin_inset Formula $\Sigma(P_{1},...,P_{n})\rightarrow P$ +\end_inset + + היא טאוטולוגיה של תחשיב הפסוקים(. + כיוון ש +\begin_inset Formula $\Gamma\vdash\sigma$ +\end_inset + + מכלל הניתוק +\begin_inset Formula $\Gamma\vdash\psi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Corollary +)ממשפט ההיסק( לכל תורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ולכל נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + או ש- +\begin_inset Formula $T\cup{\varphi}$ +\end_inset + + עקבית או ש- +\begin_inset Formula $T\cup{\neg\varphi}$ +\end_inset + + עקבית. +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח ש- +\begin_inset Formula $T\cup{\varphi}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $T\cup{\neg\varphi}$ +\end_inset + + שתיהן אינן עקביות. + לפי ההערה יש סתירה +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $T\cup{\varphi}\vdash\sigma$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $T\cup{\neg\sigma}\vdash\sigma$ +\end_inset + + . + לפי משפט ההיסק +\begin_inset Formula $T\vdash\varphi\rightarrow\sigma$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $T\vdash\neg\varphi\rightarrow\sigma$ +\end_inset + + . + אבל: +\begin_inset Formula $(\varphi\rightarrow\sigma)\rightarrow((\neg\varphi\rightarrow\sigma)\rightarrow\sigma)$ +\end_inset + + זו טאוטולוגיה. + שימוש כפול בכלל הניתוק יתן לנו הוכחה של +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + מ- +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +. + בסתירה להנחה ש- +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ספיקה ולטענה הקודמת. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +לכל תורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + יש קבוצת פסוקים +\begin_inset Formula $T\subseteq T^{\prime}$ +\end_inset + + כך שלכל פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $T^{\prime}\vdash\psi$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $T^{\prime}\vdash\neg\psi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +תורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + המקיימת לכל פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $T\vdash\psi$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $T\vdash\neg\psi$ +\end_inset + + נקראת +\bar under +שלמה +\bar default +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +)של המסקנה( תהי +\begin_inset Formula $\mathcal{T}$ +\end_inset + + אוסף כל קבוצות הפסוקים המכילות את +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ביחס לסדר ההכלה. + קל לבדוק שאם +\begin_inset Formula $\{T_{i}\}$ +\end_inset + + שרשרת עולה של תורות ב- +\begin_inset Formula $\mathcal{T}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\bigcup T_{i}\in\mathcal{T}$ +\end_inset + +. + למה? קומפקטיות )צריך לנמק(. + לכן לפי הלמה של צורן יש +\begin_inset Formula $T\subseteq T^{\prime}\in\mathcal{T}$ +\end_inset + + מירבית. + לפי המסקנה הקודמת +\begin_inset Formula $T^{\prime}$ +\end_inset + + עונה על הדרישות. +\end_layout + +\begin_layout Section +מערכות היסק - המשך +\end_layout + +\begin_layout Definition +קבוצת פסוקים עקבית +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + היא +\series bold +שלמה +\series default + אם לכל פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + או ש- +\begin_inset Formula $T\vdash\psi$ +\end_inset + + או ש- +\begin_inset Formula $T\vdash\neg\psi$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Definition +ראינו שאם +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים עקבית ומירבית כזו ביחס להכלה אז +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + שלמה. +\end_layout + +\begin_layout Claim +לכל קבוצת פסוקים עקבית +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + יש קבוצת פסוקים שלמה +\begin_inset Formula $T\subseteq T^{\prime}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +הלמה של צורן. + כדי להשתמש בלמה של צורן יספיק להראות שאם +\begin_inset Formula $\{T_{i}\}$ +\end_inset + + שרשרת )ביחס להכלה( של קבוצות פסוקים עקביות אז גם +\begin_inset Formula $\tilde{T}=\bigcup T_{i}$ +\end_inset + + עיקבית. + מדוע? אם +\begin_inset Formula $\tilde{T}\vdash\sigma$ +\end_inset + + לאיזו סתירה +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + אז יש סדרה +\begin_inset Formula $\varphi_{1},...,\varphi_{k}\in\tilde{T}$ +\end_inset + + שהיא הוכחה של +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + מ- +\begin_inset Formula $\tilde{T}$ +\end_inset + +. + כל +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + + הוא או אקסיומה לוגית או שייך לאיזה +\begin_inset Formula $T_{j_{i}}$ +\end_inset + + או נובע מאיברים קודמים בסדרה ע"י כלל הניתוק. + קיים +\begin_inset Formula $j$ +\end_inset + + מירבי כך שלכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + כנ"ל או +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + + אקסיומה לוגית או +\begin_inset Formula $\varphi_{i}\in T_{j}$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + + מתקבל מכלל הניתוק. + ז"א ש +\begin_inset Formula $\varphi_{1},...,\varphi_{k}$ +\end_inset + + הוכחה של +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + מתוך +\begin_inset Formula $T_{j}$ +\end_inset + +. + אבל +\begin_inset Formula $T_{j}$ +\end_inset + + עקבית - סתירה. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +קיימת מערכת היסק )שבה כלל הניתוק הוא כלל ההיסק היחיד( וכך שמערכת ההיסק "חשיבה" + ומתקיים ש +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + עקבית אם ורק אם +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ספיקה. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +]משפט השלמות[ נקבע מערכת היסק כנ"ל. + תהי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + קבוצת פסוקים עקבית, +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + פסוק כלשהו אזי +\begin_inset Formula $T\vdash\psi$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $T\models\psi$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +אם +\begin_inset Formula $T\vdash\psi$ +\end_inset + + הראנו ש +\begin_inset Formula $T\models\psi$ +\end_inset + + )שיעור שעבר(. + בכיוון השני, אם +\begin_inset Formula $T\models\psi$ +\end_inset + + אבל +\begin_inset Formula $T\not\vdash\psi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $T\cup{\neg\psi}$ +\end_inset + + עקבית. + לפי המשפט יש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models T\cup{\neg\psi}$ +\end_inset + + בסתירה להנחה. +\end_layout + +\begin_layout Remarks +המשפט הנ"ל שקול לטענה: קיימת מערכת היסק "חשיבה" כך שלכל +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית מתקיים +\begin_inset Formula $\emptyset\vdash\varphi$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח את המשפט ונוכיח את הטענה. + +\begin_inset Formula $\emptyset\models\varphi$ +\end_inset + +מתקיים כי +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית ומן המסקנה +\begin_inset Formula $\emptyset\vdash\varphi$ +\end_inset + +. + בכיוון השני, נניח את הטענה ונוכיח את המשפט. + תהי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + תורה עקבית. + עלינו להראות )בעזרת הטענה( של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + יש מודל. + נניח שלא. + ז"א מקומפקטיות יש תת קבוצה סופית +\begin_inset Formula $T_{0}\subseteq T$ +\end_inset + + שאין לה מודל. + יהי +\begin_inset Formula ${\displaystyle \psi=\bigwedge_{\varphi\in T_{0}}\varphi}$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + +שיקרי לוגית. + אז +\begin_inset Formula $\neg\psi$ +\end_inset + + אמיתי לוגית. + אז +\begin_inset Formula $T\vdash\neg\psi$ +\end_inset + +. + אבל +\begin_inset Formula $T\vdash\psi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + איננה עקבית. +\end_layout + +\begin_layout Remarks +ממשפט השלמות נובע ש +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + שלמה אם ורק אם +\begin_inset Formula $T\models\varphi$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $T\models\neg\varphi$ +\end_inset + + לכל פסוק +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +דוגמאות לתורות שלמות: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +יהי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + מבנה כלשהו לשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +. + התורה של +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + היא +\begin_inset Formula $Th(\mathcal{M})=\{\psi:\mathcal{M}\models\psi\}$ +\end_inset + +. + מהגדרת האמת, אם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\not\models\varphi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\mathcal{M}\models\neg\varphi$ +\end_inset + +. + כלומר +\begin_inset Formula $\varphi\not\in Th(\mathcal{M})$ +\end_inset + + ואז +\begin_inset Formula $\neg\varphi\in Th(\mathcal{M})$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Theorem +)לוונהיים-סקולם היורד(: יהי +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + + מבנה אינסופי לשפה )בת מניה( +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +. + תהי +\begin_inset Formula $A\subseteq M$ +\end_inset + + )בעולם של +\begin_inset Formula $\mathcal{M}$ +\end_inset + +( אזי קיים +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathcal{M}^{\prime}\prec\mathcal{M}$ +\end_inset + + וכך ש- +\begin_inset Formula $|\mathcal{M}^{\prime}|=|A|+|\mathcal{L}|$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Corollary +נניח ש +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + תורה בשפה בת מניה ול +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + יש מודל יחיד עד כדי איזומורפיזם בעוצמה +\begin_inset Formula $\aleph_{0}$ +\end_inset + +. + אזי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + שלמה )סוג של קריטריון +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +Vaught +\lang hebrew +(. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח שלא. + אזי יש פסוק +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $T_{1}=T\cup{\varphi}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $T_{2}=T\cup{\neg\varphi}$ +\end_inset + + עקביות. + אזי קיימים +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{1}\models T_{1}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{2}\models T_{2}$ +\end_inset + +. + מהמשפט אנחנו יודעים )נשתמש ב +\begin_inset Formula $\emptyset=A\subseteq\mathcal{M}_{i}$ +\end_inset + +( שיש +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{i}^{\prime}\prec\mathcal{M}_{i}$ +\end_inset + +כך ש +\begin_inset Formula $\aleph_{0}=|\mathcal{M}_{i}^{\prime}|$ +\end_inset + +עבור +\begin_inset Formula $i=1,2$ +\end_inset + +. + אבל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{i}\models T$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{i}^{\prime}\models T$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{2}^{\prime}\cong\mathcal{M}_{1}^{\prime}$ +\end_inset + +)זאת ההנחה(. + לפי משפט האיזומורפיזם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{2}^{\prime}\models\varphi\iff\mathcal{M}_{1}^{\prime}\models\varphi$ +\end_inset + + אבל +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{1}\models\varphi\rightarrow\mathcal{M}_{1}^{\prime}\models\varphi$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $\mathcal{M}_{2}\models\neg\varphi\rightarrow\mathcal{M}_{2}^{\prime}\models\neg\varphi$ +\end_inset + + - סתירה. + +\end_layout + +\begin_layout Corollary +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +תהי +\begin_inset Formula $T_{\approx}$ +\end_inset + + התורה בשפה הריקה )ז"א שוויון בלבד( שאומרת שהעולם אינסופי. + זו תורה שלמה. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +תהי +\begin_inset Formula $\mathcal{L}=\{\le\}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $DLO$ +\end_inset + + היא התורה של סדר קווי צפוף ללא קצוות. + אז +\begin_inset Formula $DLO$ +\end_inset + + תורה שלמה. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +הגרף המקרי )שנתנו אקסיומטיזציה שלו בתרגיל +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +שאלה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +2 +\numeric off +( הוא קטגורי ב +\begin_inset Formula $\aleph_{0}$ +\end_inset + + )כלומר כל מודל אחר של התורה בעוצמה +\begin_inset Formula $\aleph_{0}$ +\end_inset + + איזומורפי לו( לפי תרגיל +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +2 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +שאלה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +5 +\numeric off +. + +\end_layout + +\begin_layout Section +מכונות טיורינג +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תזכורת: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +תורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + שלמה אם לכל פסוק +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $T\vdash\psi$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $T\vdash\neg\psi$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + קטגורית ב +\begin_inset Formula $\aleph_{0}$ +\end_inset + + )כלומר, יש לה מודל יחיד עד כדי איזומורפיזם שעוצמתו +\begin_inset Formula $\aleph_{0}$ +\end_inset + +( ול- +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + אין מודלים סופיים אז +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + שלמה. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + + - מחלקת הפונקציות החשיבות: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +פונקציות חלקיות )דטרמיניסטיות( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +ניתנות לתיאור סופי +\end_layout + +\begin_layout Itemize +הקלט הוא מספר טבעי או סדרת סופית של טבעיים +\end_layout + +\begin_layout Itemize +חלוקה לשלבים, בכל שלב מתבצעת פעולת חישוב אלמנטרית +\end_layout + +\begin_layout Itemize +כל שלב בחישוב יכול להשתמש בתוצאות חישוב קודמות - "זיכרון" +\end_layout + +\begin_layout Itemize +זיכרון לא חסום בגודלו, אך בכל שלב בחישוב נעשה שימוש בחלק סופי בלבד של הזכרון +\end_layout + +\begin_layout Itemize +בכל שלב של החישוב "כמות סופית של אינפורמציה" - מספיקה כדי לתאר את "מצב החישוב" +\end_layout + +\begin_layout Definition +יהיו +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + א"ב סופי עם תו מיוחד +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + +, ו- +\begin_inset Formula $Q$ +\end_inset + + קבוצה סופית )זרה ל +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +( שנקרא לה "קבוצת המצבים הפנימיים" עם מצב התחלתי +\begin_inset Formula $q_{0}$ +\end_inset + +. + +\series bold +פקודה +\series default + זו רביעייה +\begin_inset Formula $\left\langle r,q,x,q^{\prime}\right\rangle $ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $r\in S$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $q,q^{\prime}\in Q$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $x\in\{L,R\}\cup S$ +\end_inset + +. + +\series bold +מכונת טיורינג +\series default + זו רביעיה +\begin_inset Formula $M=\left\langle I,S,q_{0},Q\right\rangle $ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + קבוצה סופית, חסרת סתירות של פקודות. + )הערה: +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + חסרת סתירות אם +\begin_inset Formula $rqxq^{\prime},rqyq^{\prime\prime}\in I$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $y=x$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $q^{\prime}=q^{\prime\prime}$ +\end_inset + +.( +\end_layout + +\begin_layout Standard +נחשוב בצורה גרפית על מ"ט כעל סרט אינסופי המחולק לאינסוף תאים. + בכל תו של הסרט כתובה אחת מאותיות הא"ב כאשר על +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + נחשוב כעל תו המייצג תא ריק. + למכונה יש ראש קורא שנמצא תמיד על אחד התאים. + הראש הקורא יכול לזהות מהו התו הכתוב בתא בו הוא נמצא. + לפי המצב הפנימי של המכונה ולפי הנקרא, יכול הראש הקורא לזוז ימינה ושמאלה + תא אחד או לכתוב תו אחר בא"ב באותו התא, ולעבור למצב פנימי חדש. + על פקודה נחשב כאומרת: אם הראש הקורא רואה תו +\begin_inset Formula $r$ +\end_inset + + והמצב הפנימי הוא +\begin_inset Formula $q$ +\end_inset + + אז אם +\begin_inset Formula $x\in\{L,R\}$ +\end_inset + + זוז ימינה או שמאלה תו אחד ועבור למצב פנימי +\begin_inset Formula $q^{\prime}$ +\end_inset + +. + אם +\begin_inset Formula $x\in S$ +\end_inset + + כתוב בתא הנוכחי +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + ועבור למצב פנימי +\begin_inset Formula $q^{\prime}$ +\end_inset + +. + לומר ש +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + היא סדרת פקודות חסרת סתירה זה פשוט לומר ש +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + היא פונקציה חלקית: +\begin_inset Formula $S\times Q\rightarrow Q\times(S\cup\{L,R\})$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate + +\series bold +מצב +\series default + +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + של מכונת טיורינג +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + שו שלשה +\begin_inset Formula $(n,q,h)$ +\end_inset + + כאשר: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{Z}$ +\end_inset + + מציין את מיקום הראש הקורא ביחס למיקום ההתחלתי +\begin_inset Formula $n=0$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $q\in Q$ +\end_inset + + המצב הפנימי של המכונה +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $h:\mathbb{Z}\rightarrow S$ +\end_inset + + פונקציה המתארת מה כתוב בכל תא של הסרט. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +בהינתן מ"ט +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ומצב +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + של המכונה נגדיר את +\series bold +המצב העוקב +\series default + ל +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + לפי המכונה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + להיות +\begin_inset Formula $m^{(T)}=(n^{*},q^{*},h^{*})$ +\end_inset + + כאשר: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $m=(n,q,h)$ +\end_inset + + ויש פקודה +\begin_inset Formula $rqxq^{\prime}\in I$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $r=h(n)$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $q$ +\end_inset + + הוא אותו מצב פנימי +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם )א( מתקיים אז +\begin_inset Formula $n^{*}=\begin{cases} +n & x\in S\\ +n+1 & x=R\\ +n-1 & x=L +\end{cases}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם )א( מתקיים אז +\begin_inset Formula $q^{*}=q^{\prime}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם )א( מתקיים אז +\begin_inset Formula $h^{*}(m)=\begin{cases} +h(m) & m\not=n\\ +y & m=n +\end{cases}$ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $y=h(n)$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $x\in\{L,R\}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $y=x$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $x\in S$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate + +\series bold +ריצה +\series default + של מ"ט +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + זו סדרה של מצבים +\begin_inset Formula $m_{0},m_{1},m_{2},...$ +\end_inset + + המקיימת: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $m_{0}=(0,q_{0},h^{0})$ +\end_inset + + לאיזו +\begin_inset Formula $h^{0}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל +\begin_inset Formula $i>0$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $m_{i}=m_{i-1}^{(T)}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +ריצה של מ"ט +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + נקראת +\series bold +סופית +\series default + )או מסתיימת( אם היא מהצורה +\begin_inset Formula $m_{0},m_{1},...,m_{n}$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $M_{n}^{(T)}$ +\end_inset + + אינו מוגדר. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Definition +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Definition +בהינתן מ"ט +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ומספר טבעי +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + נגדיר פונקציה )חלקית( +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}=\mathbb{N}^{n}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + באופן הבא: +\begin_inset Formula $n=0$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $q=q_{0}$ +\end_inset + + , והסרט נראה כך: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +...BB\underset{1+x_{1}}{\underbrace{1...1}}B\underset{1+x_{2}}{\underbrace{1...1}}B...B\underset{1+x_{n}}{\underbrace{1...1}}BB... +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +מתקיים +\begin_inset Formula $m=f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n})$ +\end_inset + + אם ריצה של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + עם המצב ההתחלתי הנ"ח מסתיימת )אחרת לא מוגדר( ו- +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + היא מספר האחדות על הסרט בתום הריצה. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Definition +פונקציה +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}^{n}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + נקראת +\series bold +חשיבה ע"י מ"ט +\series default +אם קיימת מ"ט +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}=f$ +\end_inset + +, כלומר +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + מוגדרת בדיוק באותו התחום בו +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}$ +\end_inset + + מוגדרת ובכל מקום שהן מוגדרות +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n})=f(x_{1},...,x_{n})$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Section +מכונות טיורינג - המשך +\end_layout + +\begin_layout Definition +תהי +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + פונקציה +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + נקראת +\series bold +חשיבה +\series default + )ע"י מכונת טיורינג( אם קיימת מכונה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + כך שלכל +\begin_inset Formula $(n_{1},...,n_{k})\in\mathbb{N}^{k}$ +\end_inset + + הריצה של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + על סרט מהצורה +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +...BB\underset{1+n_{1}}{\underbrace{1...1}}B\underset{1+n_{2}}{\underbrace{1...1}}B...B\underset{1+n_{k}}{\underbrace{1...1}}BB... +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + מסתיימת אם ורק אם +\begin_inset Formula $f(n_{1},...,n_{k})$ +\end_inset + + מוגדר ובמקרה זה מספר האחדות על הסרט בתום הריצה הוא +\begin_inset Formula $f(n_{1},...,n_{k})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Definition + +\bar under +תזכורת +\bar default +: סימנו, בהינתן מ"ט +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + את הפונקציה +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}$ +\end_inset + + להיות הפונקציה שעבור קלט כנ"ל מחזירה את מספר האחדות בריצה סופית של המכונה + )על הקלט(. +\end_layout + +\begin_layout Claim +לכל מכונת טיורינג +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + יש מכונת טיורינג +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + כך ש: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}=f_{T^{*}}^{n}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +בא"ב של +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + יש שני תווים מיוחדים +\begin_inset Formula $S,E$ +\end_inset + + כך שבכל ריצה מסתיימת של +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + )על קלט תקני( הסרט לאחר הריצה נראה כך: +\begin_inset Formula $...BBS111...1EBB...$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +המכונה מעולם לא עברה במהלך הריצה את התא המסומן ב +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + שמאלה +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +פרט ל +\begin_inset Formula $S,E$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + יש רק את התווים +\begin_inset Formula $\{1,B\}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Proof +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל מצב פנימי +\begin_inset Formula $q\in Q(T)$ +\end_inset + + יהיה במכונה +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + מצב פנימי +\begin_inset Formula $q^{*}$ +\end_inset + +. + כל פקודה +\begin_inset Formula $rqxq^{\prime}\in I(T)$ +\end_inset + + נחליף בפקודה +\begin_inset Formula $rq^{*}x(q^{\prime})^{*}$ +\end_inset + +. + נוסיף ל +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + את הפקודות הבאות: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +כותב +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + משמאל לקלט וחוזר ימינה +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{0}Lq_{1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $1q_{0}Lq_{1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{1}Sq_{2}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{2}Lq_{3}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize +מטפל בהגעה לסוף הקלט, כותב +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + וחוזר להתחלה +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{3}Rq_{4}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{4}Lq_{5}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{5}Eq_{r}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $*q_{r}Lq_{r}$ +\end_inset + + ) +\begin_inset Formula $*$ +\end_inset + + זה או +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + +( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Sq_{r}Rq_{0}^{*}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +שלב הסריקה +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $1q_{3}Rq_{3}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $1q_{4}Rq_{3}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\end_deeper +\begin_layout Standard +נותר להבטיח שכל האחדות צמודות ושהמכונה יודעת מה לעשות במקרה שהיא נתקלת ב +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + או ב +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + בשלב הריצה. + נטפל קודם בחלק השני, לכל מצב פנימי +\begin_inset Formula $q^{*}$ +\end_inset + + נוסיף פקודות: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Sq^{*}B\tilde{q_{1}}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $B\tilde{q_{1}}L\tilde{q_{2}}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $B\tilde{q_{2}}S\tilde{q_{3}}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $S\tilde{q_{3}}Rq^{*}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +באופן אנלוגי מטפלים ב +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +נטפל כעט בלהבטיח שכל האחדות צמודות. + נניח שכל ריצה מסתיימת של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + מסתיימת במצב פנימי +\begin_inset Formula $\hat{q}$ +\end_inset + + )שאינו מופיע במהלך הריצה של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +(. + נוסיף פקודות: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $*\hat{q}R\hat{q}$ +\end_inset + + )כאשר +\begin_inset Formula $*$ +\end_inset + + הינו כל תו שאינו +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + +( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $E\hat{q}Bq_{w}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{w}Lq_{w}^{1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $*q_{w}^{1}E\hat{q}$ +\end_inset + + )כאשר +\begin_inset Formula $*$ +\end_inset + + הינו כל תו שאינו +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit + +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + + ואינו +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +נטפל במקרה שראינו +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +אחרי שמחקנו את +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + +: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Sq_{w}^{1}Eq_{w}^{s}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Eq_{w}^{s}Lq_{w}^{s_{1}}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{w}^{s_{1}}Sq_{w}^{s_{2}}$ +\end_inset + + - מצב סופי +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize +וגם: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $1q_{w}^{1}Eq_{w}^{d}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $1q_{w}^{d}Lq_{w}^{d}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $*q_{w}^{d}1\hat{q}$ +\end_inset + + )כאשר +\begin_inset Formula $*$ +\end_inset + +- כל תו שאינו +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + +( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Sq_{w}^{d}1q_{w}^{s}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $1q_{w}^{s}Lq_{w}^{s_{1}}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +הטיפול דומה לזה של הסעיף הקודם, פרט לטיפול במה קורה כאשר פוגשים +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +. + כל פעם שהמכונה פוגשת +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + היא תיכנס ל"תת מכונה" שמזיזה את כל הסרט שעד +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + ימינה בתו אחד, כותבת +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + במקום הראשון שמימין ל- +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + וחוזרת לריצה של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +. + הדבר היחיד שצריך להשתכנע: יש מכונה +\begin_inset Formula $Sh$ +\end_inset + + שבהינתן קלט מן הצורה +\begin_inset Formula $...BBS...EBBB...$ +\end_inset + + מעתיקה את כל הקלט בהזזה של תא אחד ימינה. + נוסיף לא"ב שלנו תו מיוחד +\begin_inset Formula $B^{*}$ +\end_inset + + , המכונה תרוץ באופן הבא: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +תסרוק עד שתגיע ל +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל תו +\begin_inset Formula $\alpha$ +\end_inset + + בא"ב המקורי )כלומר שאינו +\begin_inset Formula $B^{*}$ +\end_inset + +( יהיה מצב פנימי +\begin_inset Formula $q_{\alpha}$ +\end_inset + +. + סדרת הפקודות: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $\alpha q_{w}B^{*}q_{\alpha}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $Bq_{\alpha}Lq_{\alpha}^{1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $B^{*}q_{\alpha}^{1}\alpha q_{w}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +מעתיקה את התו +\begin_inset Formula $\alpha$ +\end_inset + + תו אחד מימין למקומו המקורי. + צריך טיפול נפרד בתווים +\begin_inset Formula $S,E$ +\end_inset + + אבל אין בעיה. +\end_layout + +\end_deeper +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +אם בא"ב שלנו יש +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + תווים נבנה מכונה +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + שבה התו ה- +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + בא"ב של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ייוצג ע"י +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +-יה של תאים +\begin_inset Formula $\underset{i}{\underbrace{11...1}}\underset{n-i}{\underbrace{BB...B}}$ +\end_inset + + . + קל לבדוק שכל פקודה מהצורה "זוז ימינה" או "זוז שמאלה" ב +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ניתן לתרגם בקלות לפקודה "זוז +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + תווים ימינה/שמאלה" ב +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + +. + פקודה מהצורה "כתוב את התו ה +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + בא"ב בתא הנוכחי" תתרגם לסדרה של +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + פקודות כתיבה "כתוב במקום ה +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +-יה שאתה נמצא בתחילתה את ה +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +-יה +\begin_inset Formula $\underset{i}{\underbrace{11...1}}\underset{n-i}{\underbrace{BB...B}}$ +\end_inset + +. + כנ"ל לגבי הקריאה. + לא קשה לבדוק: אם נייצג את התו +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + + בא"ב של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $\underset{n-1}{1\underbrace{BB...B}}$ +\end_inset + +אז +\begin_inset Formula $f_{T^{*}}^{n}=f_{T}^{n}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +מעכשיו נניח שכל מכונת טיורינג שנעבוד איתה מקיימת את +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +התנאים +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +2,3,4 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +. + לפי +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +אם מה שמעניין אותנו זה מחלקת הפונקציות הניתנות לחישוב ע"י מכונת טיורינג + הרי שהנחה זו אינה משנה את המחלקה. + בנוסף נניח שלכל מכונת טיורינג יש מצב מסיים יחיד שאינו מופיע במהלך הריצה. + עוד אפשר להניח שבסיום הריצה הראש הקורא נמצא תו אחד מימין ל- +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Claim +נניח ש- +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $g:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + חשיבות טיורינג אז גם +\begin_inset Formula $f\circ g$ +\end_inset + + חשיבה טיורינג. +\end_layout + +\begin_layout Proof +תהינה +\begin_inset Formula $T_{f},T_{g}$ +\end_inset + + מכונות כך ש +\begin_inset Formula $f_{T_{f}}^{\prime}=f$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $g_{T_{g}}^{\prime}=g$ +\end_inset + + . + לכל מצב פנימי של +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + במכונה החדשה יהיה מצב פנימי +\begin_inset Formula $q^{*}$ +\end_inset + +. + אז המכונה של ההרכבה תהיה: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +רשימת הפקודות של +\begin_inset Formula $T_{g}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +מוחקים את +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +, וכותבים במקומו +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + +, מוחקים את +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + +, חוזר להתחלה ועובר למצב פנימי +\begin_inset Formula $q_{0}^{*}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +רשימת הפקודות של +\begin_inset Formula $T_{f}$ +\end_inset + + עם השינוי שכל פקודה מהצורה +\begin_inset Formula $*q\star q_{1}$ +\end_inset + + משתנה לפקודה מהצורה +\begin_inset Formula $*q^{*}\star q_{1}^{*}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +משפחת הפונקציות החשיבות טיורינג סגורה תחת אופרטור "מיזער": +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\mu_{x_{1}}(g(x_{1},...,x_{n})) & = & \begin{cases} +a & (*)\\ +undefined & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + כאשר * הינו תנאי שנגדיר בשיעור הבא.... +\end_layout + +\begin_layout Section +פונקציות חשיבות +\end_layout + +\begin_layout Standard +ראינו שהפונקציות הבאות חשיבות טיורינג: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + + - הפונקציה הקבועה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $0$ +\end_inset + + - הפונקציה הקבועה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +0 +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $x+y$ +\end_inset + + - חיבור +\end_layout + +\begin_layout Itemize +קל לוודא ש +\begin_inset Formula $\Pi_{k}^{n}(x_{1},...,x_{n})=x_{k}$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $k<n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + חשיבה טיורינג )לכל +\begin_inset Formula $k,n$ +\end_inset + +( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +מה לגבי +\begin_inset Formula $x\cdot y$ +\end_inset + +? קודם כל יש לוודא שיש מכונה שבהינתן קלט +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + מעתיקה את +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + בסוף הקלט. + גם כפל פונקציה חשיבה - תרגיל קל. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +מה לגבי הפונקציה +\begin_inset Formula $C_{<}(x,y)=\begin{cases} +1 & x<y\\ +0 & else +\end{cases}$ +\end_inset + +? גם הפונקציה הזו חשיבה )מוחקים כל פעם תו מתחילת +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + ומסוף +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + +...( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +ראינו גם: אם +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}^{m}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $g:\mathbb{N}^{m}\rightarrow\mathbb{N}^{r}$ +\end_inset + + חשיבות טיורינג אז גם +\begin_inset Formula $f\circ g$ +\end_inset + + חשיבה טיורינג. +\end_layout + +\begin_layout Definition +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}^{m}$ +\end_inset + + חשיבה טיורינג אם +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +f(x_{1},...,x_{k}) & = & (f_{1}(x_{1},...,x_{k}),...,f_{m}(x_{1},...,x_{k})) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + וכל אחת מהפונקציות +\begin_inset Formula $f_{i}$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $1\le i\le m$ +\end_inset + + חשיבה טיורינג. +\end_layout + +\begin_layout Definition +ברור שזה לא מספיק כדי לתאר את כל הפונקציות החשיבות טיורינג משום שכל הפונקציות + המתקבלות מן הרשימה הנ"ל על ידי מספר סופי של הרכבות הן פונקציות שלמות. + כלומר מוגדרות על כל +\begin_inset Formula $\mathbb{N}^{k}$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + מתאים. + לא קשה להשתכנע שיש פונקציות חשיבות טיורינג שאינן שלמות, למשל: +\begin_inset Formula $1q_{0}Lq_{2},\, Bq_{2}Lq_{1},\,*q_{1}Lq_{1}$ +\end_inset + + )מכונה שלא עוצרת על חלק מהקלטים - על +\begin_inset Formula $0$ +\end_inset + + במקרה הזה(. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +תהי +\begin_inset Formula $g(x_{1},...,x_{n}):\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + פונקציה כלשהי. + נגדיר +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +h(x_{2},...,x_{k}) & = & \mu_{x_{1}}(g(x_{1},...,x_{k}))=\begin{cases} +t & g(t,x_{2},...,x_{k})=0\wedge\\ + & (\forall z<t)(g(z,x_{2},...,x_{k})>0)\\ +undefined & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + אזי אם +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + חשיבה טיורינג גם +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + + חשיבה טיורינג. + +\begin_inset Formula $\mu$ +\end_inset + + נקרא אופרטור ה"מיזער". +\end_layout + +\begin_layout Proof +)רעיון( תהי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + מכונת טיורינג המחשבת את +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + )כלומר +\begin_inset Formula $f_{T}^{k}=g$ +\end_inset + +(. + "מטה רעיון" - נריץ את +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + על הקלט +\begin_inset Formula $0,x_{2},...,x_{k}$ +\end_inset + +. + אם המכונה לא עוצרת זה אומר ש +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + לא מוגדרת ב +\begin_inset Formula $(0,x_{2},...,x_{k})$ +\end_inset + + ולכן גם +\begin_inset Formula $h(x_{2},...,x_{k})$ +\end_inset + + לא מוגדרת כנדרש. + אם הריצה מסתיימת נבדוק האם היא הסתיימה ב +\begin_inset Formula $0$ +\end_inset + +. + אם כן, נחזיר +\begin_inset Formula $0$ +\end_inset + + ואז +\begin_inset Formula $h(0,x_{2},...,x_{k})=0$ +\end_inset + + כנדרש. + אם לא, נחזור על אותה פעולה עם הקלט +\begin_inset Formula $1,x_{2},...,x_{k}$ +\end_inset + + וכו'. + אם המכונה הנ"ל תעצור אי פעם, זה יהיה הטבעי הקטן ביותר +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + עבורו +\begin_inset Formula $g(t,x_{2},...,x_{k})=0$ +\end_inset + +, בפרט +\begin_inset Formula $g(t^{\prime},x_{2},...,x_{k})$ +\end_inset + + מוגדרת לכל +\begin_inset Formula $t^{\prime}<t$ +\end_inset + +. + מתי הריצה לא מסתיימת? בדיוק אם אחד מהבאים מתקיים: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +קיים +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $g(t,x_{2},...,x_{k})$ +\end_inset + + לא מוגדר ו +\begin_inset Formula $g(t^{\prime},x_{2},...,x_{k})>0$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $t^{\prime}<t$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +הסעיף הקודם לא מתקיים ו +\begin_inset Formula $g(t,x_{2},...,x_{k})>0$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + +. + ואילו במקומות בהם +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + + לא מוגדרת כך שקיבלנו שיוויון. +\end_layout + +\begin_layout Standard +ביתר פירוט: נבנה מכונה הפועלת באופן הבא. + המכונה מסמנת את סוף הקלט ב +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +. + בשלב הראשון המכונה +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + תעתיק את הקלט +\begin_inset Formula $x_{2},...,x_{k}$ +\end_inset + + מימין ל +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + ותוסיף +\begin_inset Formula $1B$ +\end_inset + + בהתחלה. + בשלב הבא +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + תחקה את הריצה של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $0,x_{2},...,x_{k}$ +\end_inset + + כאשר היא מקפידה )וזה הרי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + עושה ממילא( לא לזוז משמאל ל +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +. + אם השלב הזה בריצה הסתיים במקום כלשהו על הסרט מימין ל +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + יהיה כתוב +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + )כי כך +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + עובדת(. + אם בין +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + לא מופיע התו +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + +, אז +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + תחזור עד להתחלת הקלט של +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + + )משמאל ל +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + +( תמחק את כל הקלט ותעצור. + אם בין +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + מופיע התו +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + + המכונה תחזור לתחילת הקלט של +\begin_inset Formula $T^{*}$ +\end_inset + +, תכתוב +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + + לפני ה +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + הראשון ותתחיל מההתחלה. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Definition +פונקציה +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}^{m}$ +\end_inset + + תיקרא חשיבה/רקורסיבית אם היא מתקבלת מן הפונקציות +\begin_inset Formula $\{x+y,x\cdot y,C_{<}(x,y),\Pi_{k}^{n}(x_{1},...,x_{n}),1,0\}$ +\end_inset + + על ידי מספר סופי של הרכבות והפעלה של האופרטור +\begin_inset Formula $\mu_{x}$ +\end_inset + +. + במילים אחרות, משפחת הפונקציות החשיבות זו המשפחה/אוסף הקטנ/ה ביותר של פונקציות + מ +\begin_inset Formula $\mathbb{N}^{k}$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $\mathbb{N}^{m}$ +\end_inset + + שמכיל/ה את הפונקציות הנ"ל וסגור/ה תחת הרכבה והאופרטור +\begin_inset Formula $\mu_{x}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Theorem +פונקציה +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}^{m}$ +\end_inset + + חשיבה אם ורק אם היא חשיבה טיורינג. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +הוכחנו שכל פונקציה חשיבה היא חשיבה טיורינג. + +\bar under +תרגיל: +\bar default + הפונקציה +\begin_inset Formula $n\mapsto n!$ +\end_inset + + היא חשיבה טיורינג. + הוכח שהפונקציה חשיבה. + שאלה כמעט זהה: מדוע הפונקציה +\begin_inset Formula $f(m)=\begin{cases} +n & m=2^{n}\\ +0 & m=1\, or\, else +\end{cases}$ +\end_inset + + חשיבה? +\end_layout + +\begin_layout Definition +תהי +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}^{m}$ +\end_inset + + אזי +\begin_inset Formula $\chi_{A}=\mathbb{N}^{m}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + זו הפונקציה המוגדרת על ידי +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\chi_{A}(x) & = & \begin{cases} +1 & x\in A\\ +0 & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. + +\begin_inset Formula $\chi_{A}$ +\end_inset + + נקראת +\series bold +הפונקציה המציינת +\series default + של +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Definition +יחס +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}^{m}$ +\end_inset + + נקרא +\series bold +חשיב +\series default + אם +\begin_inset Formula $\chi_{A}$ +\end_inset + + פונקציה חשיבה. +\end_layout + +\begin_layout Claim +משפחת היחסים החשיבים סגורה תחת פעולות בוליאניות, כלומר תחת איחודים, חיתוכים + והשלמה. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Proof +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + חשיבה אז +\begin_inset Formula $\chi_{A}(x)=C_{<}(\chi_{A}(x),1)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $A,B$ +\end_inset + + חשיבות אז +\begin_inset Formula $\chi_{A\cap B}(x)=\chi_{A}(x)\cdot\chi_{B}(x)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $\chi_{A\cup B}(x)=C_{<}(0,\chi_{A}(x)+\chi_{B}(x))$ +\end_inset + + או לפי דה-מורגן. +\end_layout + +\begin_layout Standard +יוצא, למשל, כי היחס +\begin_inset Formula $A(x,y)=(x\le y)$ +\end_inset + + חשיב. + זה פשוט איחוד היחסים החשיבים +\begin_inset Formula $C_{<}(x,y)$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $x=y$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +)הגדרה לפי מקרים(: תהיינה +\begin_inset Formula $f_{1},...,f_{n}$ +\end_inset + + פונקציות חשיבות +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + +-מקומיות, ו- +\begin_inset Formula $A_{1},...,A_{n}\subseteq\mathbb{N}^{k}$ +\end_inset + + זרות וחשיבות, כך ש +\begin_inset Formula $\bigcup_{i=1}^{n}A_{i}=\mathbb{N}^{k}$ +\end_inset + +. + אזי הפונקציה +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +f(x) & = & \begin{cases} +f_{1}(x) & x\in A_{1}\\ +\vdots & \vdots\\ +f_{n}(x) & x\in A_{n} +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + חשיבה. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +\begin_inset Formula $\sum_{i=1}^{n}f_{i}(x)\cdot\chi_{A_{i}}(x)$ +\end_inset + + וזו פונקציה חשיבה כי +\begin_inset Formula $\chi_{A_{i}}$ +\end_inset + + חשיבות, +\begin_inset Formula $f_{i}$ +\end_inset + + חשיבות והחיבור והכפל חשיבים. +\end_layout + +\begin_layout Section +פונקציות חשיבות - המשך +\end_layout + +\begin_layout Definition +יהי +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}^{k+1}$ +\end_inset + + יחס חשיב, +\begin_inset Formula $k+1$ +\end_inset + + מקומי. + נגדיר אופרטור: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\mu_{x<z}(A(x,\bar{y})) & = & \begin{cases} +t & t<z\wedge\mu_{x}(\chi_{A}(x,\bar{y}))=t\\ +z & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Claim +אם +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}^{k+1}$ +\end_inset + + יחס חשיב אז הפונקציה +\begin_inset Formula $h(z,\bar{y})\equiv\mu_{x<z}(A(x,\bar{y}))$ +\end_inset + + חשיבה. +\end_layout + +\begin_layout Proof +פשוט לפי המשפט על הגדרה לפי מקרים ]אבל צריך מעט להיזהר כי מה הם המקרים?[. + לחילופין אפשר נשים לב ש- +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +h(z,\bar{y}) & = & \mu_{x}(\chi_{A}(x,\bar{y})\cdot C_{=}(x,z)) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $C_{=}(x,z)=0\iff x=z$ +\end_inset + +, וברור שזו פונקציה חשיבה. + נשים לב +\begin_inset Formula $h(z,\bar{y})$ +\end_inset + + תמיד מוגדרת, כלומר פונקציה שלמה. + +\end_layout + +\begin_layout Corollary +אם +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}^{k+1}$ +\end_inset + + יחס חשיב אז היחס +\begin_inset Formula $B(z,\bar{y})\equiv(\exists x<z)(A(x,\bar{y}))$ +\end_inset + + הוא חשיב. +\end_layout + +\begin_layout Proof +\begin_inset Formula $(z,\bar{y})\in B\iff C_{<}(h(z,\bar{y}),z)=1$ +\end_inset + +. + לכן זו פשוט הפונקציה +\begin_inset Formula $\chi_{B}$ +\end_inset + + ולפי הטענה האחרונה זו פונקציה חשיבה. + מדוע +\begin_inset Formula $C_{<}(h(z,\bar{y}),z)=\chi_{B}$ +\end_inset + +? כיוון ששתי הפונקציות מקבלות רק ערכים +\begin_inset Formula $0,1$ +\end_inset + + יספיק להראות שלכל +\begin_inset Formula $(z,\bar{y})$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $\chi_{B}(z,\bar{y})=1\iff C_{<}(h(z,\bar{y}),z)=1$ +\end_inset + + . + לפי הגדרה +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\chi_{B}(z,\bar{y}) & = & 1\iff(\exists x<z)(A(x,\bar{y}))\iff h(z,\bar{y})<z +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +במילים אחרות המסקנה אומרת שמשפחת היחסים החשיבים סגורה תחת כימות חסום. + +\bar under +הערה חשובה מאוד +\bar default +: משפחת היחסים החשיבים איננה סגורה תחת כימות )שאינו חסום(. + +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +מטרה: +\bar default + לבנות פונקציה חשיבה +\begin_inset Formula $\beta:\mathbb{N}^{2}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך שלכל סדרה סופית +\begin_inset Formula $\bar{a}=\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $ +\end_inset + + של מספרים טבעיים קיים +\begin_inset Formula $c_{\bar{a}}\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + )קוד הסדרה( המקיים: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\beta(c_{\bar{a}},0)=n$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל +\begin_inset Formula $i\le\beta(c_{\bar{a}},0)$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $\beta(c_{\bar{a}},i)=a_{i}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +)מסיבות טכניות נרצה גם( +\begin_inset Formula $\beta(c_{\bar{a}},i)<c_{\bar{a}}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i\le\beta(c_{\bar{a}},0)$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\begin_layout Claim +)טענת עזר +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\numeric off +( קיימת פונקציה חשיבה +\begin_inset Formula $Pr:\mathbb{N}^{2}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + שהיא חח"ע ועל. + ]יהיה שימושי לשים לב ש +\begin_inset Formula $Pr$ +\end_inset + + שנמצא מקיימת +\begin_inset Formula $Pr(x,y)\ge max\{x,y\}$ +\end_inset + +[. + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Proof +\begin_inset Formula $Pr(x,y)$ +\end_inset + + יהיה המקום של הזוג +\begin_inset Formula $(x,y)$ +\end_inset + + במספור הזוגות: +\end_layout + +\begin_layout Proof +\begin_inset Tabular +<lyxtabular version="3" rows="8" columns="8"> +<features rotate="0" tabularvalignment="middle"> +<column alignment="center" valignment="top"> +<column alignment="center" valignment="top"> +<column alignment="center" valignment="top"> +<column alignment="center" valignment="top"> +<column alignment="center" valignment="top"> +<column alignment="center" valignment="top"> +<column alignment="center" valignment="top"> +<column alignment="center" valignment="top"> +<row> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +0 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +1 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +2 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +3 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +4 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +5 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +6 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +</row> +<row> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +0 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +0 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +1 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +3 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +6 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +10 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +15 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\swarrow$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +</row> +<row> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +1 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +2 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +4 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +7 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +11 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +16 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\swarrow$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\vdots$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +</row> +<row> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +2 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +5 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +8 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +12 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +17 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\swarrow$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\vdots$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +</row> +<row> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +3 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +9 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +13 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +18 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\swarrow$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\vdots$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +</row> +<row> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +4 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +14 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +19 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\swarrow$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\vdots$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +</row> +<row> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +5 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\numeric on +20 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\swarrow$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\vdots$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +</row> +<row> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +\numeric on +6 +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\swarrow$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\vdots$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none"> +\begin_inset Text + +\begin_layout Plain Layout + +\end_layout + +\end_inset +</cell> +</row> +</lyxtabular> + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Proof +לא קשה לבדוק שהפונקציה הזאת היא פשוט +\begin_inset Formula $\frac{1}{2}(x+y)\cdot(x+y+1)+x$ +\end_inset + +. + לפי התיאור הזה ברור ש: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $Pr(x,y)$ +\end_inset + + חשיבה +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +מקיימת +\begin_inset Formula $Pr(x,y)\ge x$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $Pr(x,y)\ge y$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לפי התיאור הגרפי היא חח"ע ועל )הוכחה יותר אלגברית - מכירים ממבוא ללוגיקה(. +\end_layout + +\end_deeper +\end_deeper +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +)טענת עזר +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +2 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +- משפט השאריות הסיני( יהי +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $m_{1},...,m_{n}$ +\end_inset + + מספרים טבעיים זרים בזוגות. + יהיו +\begin_inset Formula $k_{1},...,k_{n}$ +\end_inset + + מספרים טבעיים כלשהם )בד"כ מניחים +\begin_inset Formula $k_{i}<m_{i}$ +\end_inset + + אבל זה לא חשוב(. + אזי קיים +\begin_inset Formula $b\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $b\equiv_{m_{i}}k_{i}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $1\le i\le n$ +\end_inset + + . + +\end_layout + +\begin_layout Proof +ניקח +\begin_inset Formula $d{\displaystyle =\prod_{i=1}^{n}}m_{i}$ +\end_inset + +. + לכל +\begin_inset Formula $b<d$ +\end_inset + + נגדיר +\begin_inset Formula $\bar{b}=\left\langle b\, mod\, m_{1},...,b\, mod\, m_{n}\right\rangle $ +\end_inset + +. + יש +\begin_inset Formula $d$ +\end_inset + + n-יות כאלה. + לכן אם נראה שההעתקה +\begin_inset Formula $b\mapsto\bar{b}$ +\end_inset + + חח"ע אזי היא בהכרח על )כהעתקה בין שתי קבוצות מגודל +\begin_inset Formula $d$ +\end_inset + +(. + נניח ש +\begin_inset Formula $\bar{b}_{1}=\bar{b}_{2}$ +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula $b_{1}\equiv_{m_{i}}b_{2}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + +, כלומר +\begin_inset Formula $b_{1}-b_{2}\equiv_{m_{i}}0$ +\end_inset + +, בפרט +\begin_inset Formula $m_{i}|b_{1-b_{2}}$ +\end_inset + + )בה"כ +\begin_inset Formula $b_{1}>b_{2}$ +\end_inset + +( לכל +\begin_inset Formula $1\le i\le n$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $b_{1}-b_{2}$ +\end_inset + + מחלק את המכפלה המשותפת הקטנה ביותר של ה +\begin_inset Formula $m_{i}$ +\end_inset + +. + כיוון שה +\begin_inset Formula $m_{i}$ +\end_inset + + זרים בזוגות המכפלה המשותפת הקטנה ביותר היא +\begin_inset Formula $d$ +\end_inset + +. + אבל +\begin_inset Formula $b_{1}-b_{2}<d$ +\end_inset + + וזו סתירה. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +)טענת עזר +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +3 +\numeric off +( לכל +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + המספרים +\begin_inset Formula $\{1+i\cdot(n!)\}_{i=1}^{n}$ +\end_inset + +זרים בזוגות. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח בשלילה ש +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + ראשוני מחלק את +\begin_inset Formula $1+i(n!)$ +\end_inset + + ומחלק את +\begin_inset Formula $1+j(n!)$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $i>j$ +\end_inset + +. + לכן: +\begin_inset Formula $p|(i-j)\cdot(n!)$ +\end_inset + + . + כיוון ש +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + ראשוני הוא מחלק או את +\begin_inset Formula $i-j$ +\end_inset + + או את +\begin_inset Formula $n!$ +\end_inset + +. + כיוון ש +\begin_inset Formula $i-j<n$ +\end_inset + + בהכרח +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + מחלק את +\begin_inset Formula $n!$ +\end_inset + +. + אבל +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + אמור לחלק את +\begin_inset Formula $1+i(n!)$ +\end_inset + + וזה לא ייתכן. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +תהי +\begin_inset Formula $\gamma(z,y,i)=Rem(z,1+y(i+1))$ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $Rem(t_{1},t_{2})$ +\end_inset + + היא השארית של +\begin_inset Formula $t_{1}$ +\end_inset + + בחלוקה ב- +\begin_inset Formula $t_{2}$ +\end_inset + +. + אזי: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\gamma(z,y,i)$ +\end_inset + + חשיבה. + מדוע? יספיק להראות ש +\begin_inset Formula $Rem(t_{1},t_{2})$ +\end_inset + + חשיבה. + אבל +\begin_inset Formula $Rem(t_{1},t_{2})=\mu_{z}(t_{2}|t_{1}-z)$ +\end_inset + + והיחס +\begin_inset Formula $t_{2}|t_{1}$ +\end_inset + + הוא חשיב, למשל ע"י +\begin_inset Formula $(\exists x<t_{2})(x\cdot t_{2}=t_{1})$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל סדרה סופית +\begin_inset Formula $\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $ +\end_inset + + של טבעיים יש +\begin_inset Formula $y,z$ +\end_inset + + כך שלכל +\begin_inset Formula $0<i\le n$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $\gamma(z,y,i)=a_{i}$ +\end_inset + +. + מדוע? נבחר +\begin_inset Formula $k>n$ +\end_inset + + כלשהו ונבחר +\begin_inset Formula $y=k!$ +\end_inset + +. + לפי טענת עזר +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +3 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +קיים +\begin_inset Formula $z$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\gamma(z,y,i)=a_{i}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i\le n$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +)טכני( +\begin_inset Formula $\gamma(z,y,i)\le z$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $z,y,i$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +הפונקציה +\begin_inset Formula $\beta(b,i)$ +\end_inset + + המבוקשת תהיה +\begin_inset Formula $\gamma(Pr^{L}(b),Pr^{R}(b),i)$ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $Pr^{L}(b)=\Pi_{1}(Pr^{-1}(b))$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $Pr^{R}(b)=\Pi_{2}(Pr^{-1}(b))$ +\end_inset + +. + הדבר היחיד שנותר לוודא +\begin_inset Formula $Pr^{L},Pr^{R}$ +\end_inset + + הן פונקציות חשיבות. + +\end_layout + +\begin_layout Section +הצפנות +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +חזרה: +\bar default + אם +\begin_inset Formula $A(x,y)$ +\end_inset + + יחס חשיב אז +\begin_inset Formula $(\exists x<z)A(x,\bar{y})$ +\end_inset + + יחס חשיב. + +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +(\mu_{x<z})A(x,\bar{y}) & = & \begin{cases} +t & \mu_{x}(\chi_{A}(x,\bar{y}))=t,\, t<z\\ +z & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + פונקציה שלמה. + הפונקציה גם חשיבה כי היא שווה ל +\begin_inset Formula $\mu_{x}(\chi_{\neg A}(x,\bar{y})\cdot C=(x,z))$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +נאמר ש +\begin_inset Formula $\beta:\mathbb{N}^{2}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + מצפינה סדרות סופיות אם לכל סדרה סופית +\begin_inset Formula $\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $ +\end_inset + + יש +\begin_inset Formula $\bar{a}\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\beta(\bar{a},0)=n$ +\end_inset + + ולכל +\begin_inset Formula $1\le1\le n$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $\beta(\bar{a},i)=a_{i}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Claim +הפונקציה +\begin_inset Formula $(x,y)\underset{Pr}{\mapsto}\frac{(x+y)^{2}+(x+y)}{2}+x$ +\end_inset + + היא חח"ע ועל מ +\begin_inset Formula $\mathbb{N}^{2}$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $\mathbb{N}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +לכל +\begin_inset Formula $m_{1},...,m_{k}$ +\end_inset + + זרים בזוגות ולכל +\begin_inset Formula $a_{1},...,a_{k}$ +\end_inset + + טבעיים יש +\begin_inset Formula $b\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $b\equiv_{m_{i}}a_{i}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +לכל +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + המספרים +\begin_inset Formula $1+n!,1+2(n!),...,1+n(n!)$ +\end_inset + + זרים בזוגות. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +נגדיר +\begin_inset Formula $\gamma(z,g,i)=Rem(z,1+y(i+1))$ +\end_inset + + מקיימת: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\gamma$ +\end_inset + + חשיבה +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל סדרה סופית +\begin_inset Formula $\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $ +\end_inset + + קיימים +\begin_inset Formula $z,y$ +\end_inset + + כך שלכל +\begin_inset Formula $1\le i\le n$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $a_{i}=\gamma(z,y,i)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\gamma(z,y,i)\le z$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +לגבי +\begin_inset Formula $2$ +\end_inset + + ניקח את +\begin_inset Formula $max\{a_{i},n\}_{i=1}^{n}<k$ +\end_inset + + וניקח +\begin_inset Formula $y=k!$ +\end_inset + + . + לפי טענה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +3 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +מתקיים כי +\begin_inset Formula $1+y(i+1)$ +\end_inset + + זרים בזוגות. + לפי הטענה השניה יש +\begin_inset Formula $z$ +\end_inset + + שעונה על הדרישה. + ביתר דיוק, יש +\begin_inset Formula $z$ +\end_inset + + כך שלכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $z\equiv_{i+y(i+1)}a_{i}$ +\end_inset + +. + אבל בעצם +\begin_inset Formula $a_{i}=Rem(z,1+y(i+1))$ +\end_inset + + כי +\begin_inset Formula $a_{i}<1+y(i+1)$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +הפונקציה +\begin_inset Formula $\beta(y,i)=\gamma(Pr^{L}(y),Pr^{R}(y),i)$ +\end_inset + + היא פונקצית זיווג חשיבה כאשר +\begin_inset Formula $Pr^{L}(y)=\Pi_{1}Pr^{-1}(y)$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $Pr^{R}(y)=\Pi_{2}Pr^{-1}(y)$ +\end_inset + + . + +\end_layout + +\begin_layout Proof +מטענה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +4 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +ברור כי +\begin_inset Formula $\beta(y,i)$ +\end_inset + + מצפינה סדרות סופיות. + בהינתן סדרה סופית +\begin_inset Formula $\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $ +\end_inset + + טענה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +4 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +סעיף ) +\numeric on +2 +\numeric off +( מבטיחה +\begin_inset Formula $t_{1},t_{2}\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\gamma(t_{1},t_{2},i)=a_{i}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $1\le i\le n$ +\end_inset + +. + נחליף את הסדרה בסדרה +\begin_inset Formula $\left\langle n,a_{1},...,a_{n}\right\rangle $ +\end_inset + +, נמצא +\begin_inset Formula $t_{1},t_{2}$ +\end_inset + + כמובטח ונגדיר +\begin_inset Formula $y=Pr(t_{1},t_{2})$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\beta(y,0)=\gamma(t_{1},t_{2},0)=n$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $\beta(y,i)=\gamma(t_{1},t_{2},i)=a_{i}$ +\end_inset + +. + נשאר רק לוודא ש +\begin_inset Formula $\beta$ +\end_inset + + חשיבה. + מספיק לוודא ש +\begin_inset Formula $Pr^{-1}(y)$ +\end_inset + + היא חשיבה ומלאה/שלמה. + הפונקציה שלמה כי +\begin_inset Formula $Pr$ +\end_inset + + היא על. + הפונקציה חשיבה פשוט כי +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\Pi_{1}(Pr^{-1}(y)) & = & \mu_{t_{1}}[(\exists t_{2})Pr(t_{1},t_{2})=y]=\mu_{t_{1}}((\exists t_{2}<y)Pr(t_{1},t_{2})=y) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +מעתה ועד עולם נקבע פונקציה +\begin_inset Formula $\beta$ +\end_inset + + כנ"ל. +\end_layout + +\begin_layout Definition +נאמר ש +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין סדרה סופית אם אין +\begin_inset Formula $x^{\prime}<x$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\beta(x^{\prime},0)=\beta(x,0)$ +\end_inset + + ולכל +\begin_inset Formula $i\le\beta(x,0)$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $\beta(x^{\prime},i)=\beta(x,i)$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +היחס +\begin_inset Formula $\theta(x)$ +\end_inset + + האומר " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין סדרה סופית" הוא חשיב. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +\begin_inset Formula $\theta(x)=\neg(\exists x^{\prime}<x)[i\le\beta(x,0)\rightarrow\beta(x^{\prime},i)]=\beta(x,i)$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\begin_layout Standard +מטרתנו, כזכור, להוכיח שבהינתן מכונת טיורינג +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + הפונקציה +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}$ +\end_inset + + חשיבה. + נקבע אחת ולתמיד מכונת טיורינג +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + ונראה כיצד למצוא פונקציה חשיבה שזהה ל +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}$ +\end_inset + +. + נזדקק להרבה טענות עזר. + כיוון שאנחנו מעוניינים רק ב +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}$ +\end_inset + + ולא במכונה עצמה אז אפשר לשנות את +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + איך שנרצה כל עוד לא נשנה את הפונקציה שהיא מחשבת. + לכן, בה"כ, +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + מכונת טיורניג תקנית: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +הא"ב של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + כולל רק את +\begin_inset Formula $\{1,B\}$ +\end_inset + + ונק' ההתחלה והסיום +\begin_inset Formula $\{S,E\}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +למכונה יש מצב פנימי יחיד +\begin_inset Formula $\hat{q}$ +\end_inset + + שכל ריצה מסתיימת מסתיימת בו, ו +\begin_inset Formula $\hat{q}$ +\end_inset + + אינו מופיע במהלך הריצה. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +בתום הריצה הראש הקורא נמצא על +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + ובין +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + + יש רק אחדות. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +מכיוון שמספר המצבים הפנימיים של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + סופי לא יזיק להניח ש +\begin_inset Formula $\{1,B\}$ +\end_inset + + מיוצגים ע"י המספרים הטבעיים +\begin_inset Formula $\{1,0\}$ +\end_inset + + בהתאמה ו +\begin_inset Formula $\{S,E\}$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $\{2,3\}$ +\end_inset + + בהתאמה והמצבים הפנימיים מיוצגים ע"י +\begin_inset Formula $\{4,...,k\}$ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $q_{0}$ +\end_inset + + מיוצג ע"י +\begin_inset Formula $4$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $\hat{q}$ +\end_inset + + מיוצג ע"י +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +כזכור, מצב של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + זו שלשה +\begin_inset Formula $\left\langle n,q,h\right\rangle $ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + המיקום של הראש ביחס ל +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + שמיקומו +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit + +\begin_inset Formula $0$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $q$ +\end_inset + + המצב הפנימי, ו- +\begin_inset Formula $h:\mathbb{Z}\rightarrow\{0,1,2,3\}$ +\end_inset + + מתארת את התאים במכונה. + כמובן יספיק להניח ש +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + + מתארת רק את המספר הסופי של התאים שבין +\begin_inset Formula $S$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + +. + אפשר לתאר מצב ע"י סדרה מהצורה הבאה: +\begin_inset Formula +\[ +\left\langle \alpha_{1},\alpha_{2},...,\alpha_{n},q,\alpha_{n+1},...,\alpha_{r}\right\rangle +\] + +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $\alpha_{1}=2,\, a_{r}=3$ +\end_inset + + ולכל +\begin_inset Formula $1<i<r$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $a_{i}\in\{0,1\}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +1 +\numeric off +( היחס +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + האומר " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין מצב של המכונה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +" חשיב. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +היחס יתואר ע"י חיתוך של הדרישות הבאות: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\theta(x)$ +\end_inset + + - היחס האומר ש +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין סדרה. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל +\begin_inset Formula $0<i\le\beta(x,0)$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $\beta(x,i)\in\{0,...,k\}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\beta(x,1)=2$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $\beta(x,\beta(x,0))=3$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +קיים +\begin_inset Formula $0<i\le\beta(x,0)$ +\end_inset + + יחיד כך ש +\begin_inset Formula $\beta(x,i)\in\{4,...,k\}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +כיוון שכל אלה חשיבים - גמרנו. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +) +\numeric on +2 +\numeric off +( היחסים +\begin_inset Formula $\varphi_{s}(x)$ +\end_inset + +, " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין מצב התחלתי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +", " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין מצב סופי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +" - כולם חשיבים. +\end_layout + +\begin_layout Proof +\begin_inset Formula $\varphi_{S}(x)$ +\end_inset + + זה חיתוך של +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + עם הדרישה הנוספת ש +\begin_inset Formula $\beta(x,2)=4$ +\end_inset + +. + +\begin_inset Formula $\varphi_{E}(x)$ +\end_inset + + כנ"ל עם +\begin_inset Formula $\beta(x,2)=k$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +3 +\numeric off +( היחס +\begin_inset Formula $\varphi(x,y)$ +\end_inset + + האומר " +\begin_inset Formula $x,y$ +\end_inset + + מייצגים מצבים של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + המצב העוקב של +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + לפי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +" הוא יחס חשיב. +\end_layout + +\begin_layout Proof +זה כמובן חיתוך של התנאים +\begin_inset Formula $\varphi(x),\varphi(y)$ +\end_inset + + עם התנאי הנוסף ש +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + המצב העוקב ל +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + +. + לכל +\begin_inset Formula $p\in I(T)$ +\end_inset + + )לכל פקודה של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +( נגדיר יחס +\begin_inset Formula $\varphi_{p}(x,y)$ +\end_inset + + האומר +\begin_inset Formula $x,y$ +\end_inset + + מצבים של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + עוקב של +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + לפי +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + ובפרט +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצב רלוונטי לפקודה +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + +. + " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצב רלוונטי לפקודה +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + " זה פשוט +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + וגם אם +\begin_inset Formula $\beta(x,i)>3$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $i>1$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + פקודה מהצורה +\begin_inset Formula $\beta(x,i-1)\beta(x,i)**$ +\end_inset + +. + במילים אחרות אם +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + היא הרביעייה +\begin_inset Formula $\left\langle \alpha,q,\alpha^{\prime},q^{\prime}\right\rangle $ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + רלוונטי ל +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $\beta(x,i-1)=\alpha,\beta(x,i)=q$ +\end_inset + +. + נסמן זאת +\begin_inset Formula $\varphi_{p}(x)$ +\end_inset + +. + לומר ש +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + עוקב של +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + לפי +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + זה לומר +\begin_inset Formula $\varphi(x),\varphi(y)$ +\end_inset + +. + +\begin_inset Formula $\varphi_{p}(x)$ +\end_inset + + עכשיו מתחלק לפי מהות הפקודה +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + +. + נטפל למשל במקרה ש +\begin_inset Formula $p=\left\langle \alpha,q,\alpha^{\prime},q^{\prime}\right\rangle $ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $\alpha^{\prime}\in\{0,1\}$ +\end_inset + +. + מתי +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + יתקבל מ +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + ע"י הפקודה +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + +? אם +\begin_inset Formula $x=\left\langle \alpha_{1},...,\alpha_{i},q,\alpha_{i+1},...,\alpha_{k}\right\rangle ,y=\left\langle \alpha_{1},...,\alpha_{i},q^{\prime},\alpha_{i+1},...,\alpha_{k}\right\rangle $ +\end_inset + +. + פשוט צריך לדרוש: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +נסמן +\begin_inset Formula $i_{0}$ +\end_inset + + להיות ה +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + היחיד כך ש +\begin_inset Formula $i\le\beta(x,0)$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\beta(x,i_{0})\in\{4,...,k\}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נדרוש ש +\begin_inset Formula $\beta(y,i_{0})=q^{\prime},\beta(y,i_{0}-1)=\alpha^{\prime}$ +\end_inset + + ובכל מקרה אחר +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\begin_inset Formula $\beta(y,j)=\beta(x,j)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +הטיפול בפקודות של תזוזה הוא דומה. + זה מקרה ש +\begin_inset Formula $\varphi_{p}(x,y)$ +\end_inset + + חשיבה. + לומר ש +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + עוקב של +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + זה פשוט +\begin_inset Formula ${\displaystyle \varphi(x)\wedge\varphi(y)\wedge\bigvee_{p\in I}\varphi_{p}(x,y)}$ +\end_inset + + . + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +) +\numeric on +4 +\numeric off +( היחס +\begin_inset Formula $\rho(x)$ +\end_inset + + האומר " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מקודד ריצה מסתיימת של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +" הוא חשיב. +\end_layout + +\begin_layout Proof +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\theta(x)$ +\end_inset + + - +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין סדרה. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\varphi_{S}(\beta(x,1))$ +\end_inset + + כלומר האיבר הראשון בסדרה ש +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין הוא מצב התחלתי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\varphi_{E}(\beta(x,\beta(x,0)))$ +\end_inset + + - האיבר האחרון בסדרה הוא מצב סופי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל +\begin_inset Formula $1\le i<\beta(x,0)$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $\varphi(\beta(x,i),\beta(x,i+1))$ +\end_inset + + כלומר כל איבר בסדרה הוא מצב עוקב של המצב המוצפן ע"י האיבר הקודם לו. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +) +\numeric on +5 +\numeric off +( +\begin_inset Formula $f_{E}(x)=n$ +\end_inset + + זו הפונקציה שמחזירה +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין מצב סופי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + הפלט של המכונה במצב זה. + +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +0 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +אחרת. + זו פונקציה חשיבה: +\begin_inset Formula $\chi_{\varphi_{E}}(x)\cdot(\beta(x,0)-3)$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\begin_layout Section +חשיבות +\end_layout + +\begin_layout Standard +היינו בעיצומה של ההוכחה שכל פונקציה חשיבה טיורינג היא חשיבה. +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +1 +\numeric off +( היחס +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + האומר " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין מצב של המכונה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +" חשיב. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +2 +\numeric off +( היחסים +\begin_inset Formula $\varphi_{s}(x)$ +\end_inset + +, " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין מצב התחלתי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +", " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין מצב סופי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +" - כולם חשיבים. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +3 +\numeric off +( היחס +\begin_inset Formula $\varphi(x,y)$ +\end_inset + + האומר " +\begin_inset Formula $x,y$ +\end_inset + + מייצגים מצבים של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + המצב העוקב של +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + לפי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +" הוא יחס חשיב. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +4 +\numeric off +( היחס +\begin_inset Formula $\rho(x)$ +\end_inset + + האומר " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מקודד ריצה מסתיימת של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +" הוא חשיב. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +5 +\numeric off +( +\begin_inset Formula $\varphi_{E}(x)=n$ +\end_inset + + זו הפונקציה שמחזירה +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצפין מצב סופי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $n-1$ +\end_inset + + הפלט של המכונה במצב זה. + +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +0 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +אחרת. + זו פונקציה חשיבה: +\begin_inset Formula $\chi_{\varphi_{E}}(x)\cdot(\beta(x,0)-3)$ +\end_inset + + . + נדרוש ש +\begin_inset Formula $\varphi_{E}(x)=0$ +\end_inset + + אחרת. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +היחס " +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מקודד מצב התחלתי של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + שבו הקלט הוא +\begin_inset Formula $x_{1},...,x_{n}$ +\end_inset + +" הוא יחס חשיב. + נסמן זאת +\begin_inset Formula $\varphi_{s}(x,x_{1},...,x_{n})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +כדי להוכיח את המשפט עלינו להראות ש +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n})$ +\end_inset + + פונקציה חשיבה. + נגדיר פונקציה חשיבה באופן הבא: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +f(x_{1},...,x_{n}) & = & \varphi_{E}(\mu_{x}^{*}(\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x),x_{1},...,x_{n}))) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $\varphi_{s,0}(x)=\beta(x,1)$ +\end_inset + + - האיבר הראשון בסדרה ש +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מקודד, וכאשר +\begin_inset Formula $\mu_{x}^{*}(A(x,y))$ +\end_inset + + זה ה +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + המזערי עבורו +\begin_inset Formula $\chi_{A}(x,y)=1$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +\begin_inset Formula $f(x_{1},...,x_{n})=f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n})$ +\end_inset + + ובפרט +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + מוגדרת אם ורק אם ריצת +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + על +\begin_inset Formula $x_{1},...,x_{n}$ +\end_inset + + עוצרת. +\end_layout + +\begin_layout Proof +ראשית נבדוק שתחומי ההגדרה של שתי הפונקציות זהים. + אם +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + עוצרת על +\begin_inset Formula $x_{1},...,x_{n}$ +\end_inset + + אז קיים +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x_{1},...,x_{n}))$ +\end_inset + + - כלומר קיים +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + המקודד ריצה מסתיימת של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + המתחילה בקלט +\begin_inset Formula $x_{1},...,x_{n}$ +\end_inset + +. + אם נבחר +\begin_inset Formula $x_{0}$ +\end_inset + + הקטן ביותר המקיים זאת אז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +x_{0} & = & \mu_{x}^{*}(\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x),x_{1},...,x_{n})) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + כי לכל +\begin_inset Formula $x^{\prime}<x_{0}$ +\end_inset + + הפונקציה +\begin_inset Formula $\chi_{\rho(x)}\cdot\chi_{\varphi_{s}}$ +\end_inset + + מוגדר ולכן מהגדרת האופרטור +\begin_inset Formula $\mu_{x}^{*}$ +\end_inset + +, ואז +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +f(x_{1},x_{n}) & = & \varphi_{E}(x_{0})\overset{def}{=}f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n}) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +נניח ש +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + אינה עוצרת על +\begin_inset Formula $x_{1},...,x_{n}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x),x_{1},...,x_{n})$ +\end_inset + + לעולם אינו מוגדר ולכן הפונקציה +\begin_inset Formula $\mu_{x}^{*}(\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x),x_{1},...,x_{n}))$ +\end_inset + + אינה מוגדרת. +\end_layout + +\begin_layout Standard +עד עכשיו קודדנו מצבים וריצות של מכונות טיורינג, אבל אין סיבה לא לקודד גם + את המכונות עצמן. + מכיוון שאנחנו מתעניינים רק בפונקציות החשיבות )טיורינג( ולא במכונות עצמן, + אפשר לזהות מכונת טיורינג עם רשימת הפקודות שלה. + ומכיוון שהא"ב סופי ורשימת הפקודות סופית )וכבר זיהינו את הא"ב עם המספרים + הטבעיים +\begin_inset Formula $\{0..k\}$ +\end_inset + +(. + אם רק נוסיף לזיהוי הזה את +\begin_inset Formula $k+1$ +\end_inset + + כפקודה +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + ואת +\begin_inset Formula $k+2$ +\end_inset + + כפקודה +\begin_inset Formula $R$ +\end_inset + + נוכל לקודד את המכונה על ידי מספר טבעי. + נקבע פעם אחת ולתמיד קידוד של כל מכונת טיורינג, ולמכונה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + נסמן +\begin_inset Formula $\left\lceil T\right\rceil $ +\end_inset + + את הקוד של +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +. + אם +\begin_inset Formula $e\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + הוא קוד של מ"ט נסמן +\begin_inset Formula $T_{e}$ +\end_inset + + את המכונה ש- +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + מקודד. + יהיה נוח להניח שאם +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + אינו מקודד מ"ט אז נחליט ש +\begin_inset Formula $n-e$ +\end_inset + + מקודד את המכונה שאינה עוצרת על אף קלט. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +לא קיימת פונקציה חשיבה +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +f(e) & = & \begin{cases} +1 & T_{e}\, halts\, on\, input\,0\\ +0 & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח בשלילה שקיימת פונקציה +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + כנ"ל. + נגדיר פונקציה +\begin_inset Formula $g:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +g(e) & = & \begin{cases} +T_{e}(e)+1 & f(e)=1\\ +0 & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +מההנחה )ומהמשפט האחרון, ומהמשפט על ההגדרה לפי מקרים( +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + פונקציה חשיבה )ואפילו שלמה(, ומקודדת, נאמר ע"י +\begin_inset Formula $e_{0}$ +\end_inset + +. + אז: מצד אחד +\begin_inset Formula $T_{e_{0}}(e_{0})=g(e_{0})$ +\end_inset + + ומצד שני +\begin_inset Formula $g(e_{0})=T_{e_{0}}(e_{0})+1$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +היחס +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + המוגדר ע"י +\begin_inset Formula $e\in A\iff T_{e}(e)\, halts$ +\end_inset + + אינו יחס חשיב. + מצד שני +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + הנ"ל היא תחום של מכונת טיורינג +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +. + הרעיון? המכונה מריצה את +\begin_inset Formula $T_{e}(e)$ +\end_inset + + ומחזירה את התשובה, אם היא אי פעם מתקבלת. + ביתר פירוט, ניקח +\begin_inset Formula $\mathcal{U}$ +\end_inset + + מ"ט אוניברסלית ונשים לב ש +\begin_inset Formula $\mathcal{U}(e,e)$ +\end_inset + + עוצרת אם ורק אם +\begin_inset Formula $e\in A$ +\end_inset + +. + לכן יש +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + בתחום של המכונה +\begin_inset Formula $\mathcal{U}(x,x)$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +מכונת טיורינג +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + תיקרא אוניברסלית אם +\begin_inset Formula $f_{T}^{2}(e,n)=T_{e}(n)$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $(e,n)\in\mathbb{N}^{2}$ +\end_inset + + )ובפרט אם +\begin_inset Formula $T_{e}$ +\end_inset + + לא עוצרת על הקלט +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $f_{T}^{2}(e,n)$ +\end_inset + + לא מוגדרת(. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +קיימת מכונת טיורינג אוניברסלית. +\end_layout + +\begin_layout Proof +הרעיון פשוט, ההוכחה מייגעת, ע"י תיאור המכונה. + דרך אחרת: בעזרת פונקציות חשיבות. + נגדיר את +\begin_inset Formula $f_{T}^{2}(e,n)$ +\end_inset + + באופן הבא. + נגדיר את היחסים הבאים: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $\theta(x)$ +\end_inset + + - +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + הוא קוד. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $\theta_{1}(x)$ +\end_inset + + - +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + הוא קוד של מכונת טיורינג. + כלומר +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מקודד סדרה סופית של רביעיות של מספרים טבעיים. + כל רביעייה היא פקודה ובין הפקודות אין סתירות. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $\varphi(e,x)$ +\end_inset + + - +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + קוד של מכונת טיורינג ו- +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מצב קוד של מצב פנימי של המכונה המקודדת על ידי +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $\varphi(e,x,y)$ +\end_inset + +- +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + קוד של מ"ט, +\begin_inset Formula $x,y$ +\end_inset + + קודים של המכונה +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + הוא העוקב של +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + לפי +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +ההמשך זהה בדיוק להוכחת משפט השקילות. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Definition +קבוצה +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + תקרא ניתנת למניה חשיבה )נל"ח או נל"ר - ניתנת למניה רקורסיבית( אם +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + היא התחום של פונקציה חשיבה. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +ראינו שקיימות קבוצות נל"ח שאינן חשיבות. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +התנאים הבאים שקולים לקבוצה +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + +: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + נל"ח )תחום של פונקציה חשיבה( +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + היא התמונה של פונקציה חשיבה +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + היא התמונה של פונקציה חשיבה מלאה +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + היא מהצורה +\begin_inset Formula $\left\{ x\in\mathbb{N}:(\exists y)\varphi(x,y)\right\} $ +\end_inset + + לאיזה יחס חשיב +\begin_inset Formula $\varphi(x,y)$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + היא מהצורה +\begin_inset Formula $\left\{ x\in\mathbb{N}:(\exists\bar{y})\varphi(x,\bar{y})\right\} $ +\end_inset + +לאיזה יחס חשיב +\begin_inset Formula $\varphi(x,y)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Section +מניה רקורסיבית +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Theorem +תהי +\begin_inset Formula $\emptyset\not=A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + אזי התנאים הבאים שקולים: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + נל"ח +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + הטווח של פונקציה חשיבה +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + הטווח של פונקציה מלאה +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +קיים יחס חשיב +\begin_inset Formula $B\subseteq\mathbb{N}^{2}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $A=\{x:(\exists y)B(x,y)\}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +כנ"ל עבור +\begin_inset Formula $B\subseteq\mathbb{N}^{k+1}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $A=\{x:(\exists y_{1},...,y_{k})B(x,y_{1},...,y_{k})\}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Proof +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(1)\Rightarrow(2)$ +\end_inset + +. + תהי +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $A=dom(f)$ +\end_inset + +. + תהי +\begin_inset Formula $T_{f}$ +\end_inset + + מ"ט המחשבת את +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula $f=f_{T_{f}}^{1}$ +\end_inset + +. + כיוון ש +\begin_inset Formula $A\not=\emptyset$ +\end_inset + + אפשר לבחור +\begin_inset Formula $a\in A$ +\end_inset + +. + נגדיר פונקציה חשיבה +\begin_inset Formula $g:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + באופן הבא: +\begin_inset Formula +\[ +g(n)=\begin{cases} +Pr^{L}(n) & T_{f}\, halts\, on\, Pr^{L}(n)\, after\, less\, than\, Pr^{R}(n)\, steps\\ +a & else +\end{cases} +\] + +\end_inset + +נסמן את התנאי הנ"ל ב +\begin_inset Formula $*$ +\end_inset + +. + אנחנו יודעים ש +\begin_inset Formula $*$ +\end_inset + + הוא יחס חשיב לכן גם המשלים חשיב. + לכן לפי המשפט על הגדרה לפי מקרים גם +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + חשיבה. + נראה ש +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + עונה על דרישותינו - +\begin_inset Formula $g(\mathbb{N})=A$ +\end_inset + +. + אם +\begin_inset Formula $l\in g(\mathbb{N})$ +\end_inset + + אז או ש +\begin_inset Formula $l=a$ +\end_inset + + ואז +\begin_inset Formula $l\in A$ +\end_inset + + . + או ש +\begin_inset Formula $l=Pr^{L}(n)$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + +. + אבל אז זה אומר ש +\begin_inset Formula $T_{f}$ +\end_inset + + עוצרת על הקלט +\begin_inset Formula $l$ +\end_inset + + אחרי פחות מ +\begin_inset Formula $Pr^{R}(n)$ +\end_inset + + צעדים. + כיוון ש +\begin_inset Formula $f_{T_{f}}^{1}=f$ +\end_inset + + אם אגף שמאל מוגדר גם אגף ימין מוגדר, כלומר +\begin_inset Formula $l\in Dom(f)=A$ +\end_inset + +. + בכיוון השני, אם +\begin_inset Formula $l\in Dom(f)$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $T_{f}$ +\end_inset + + עוצרת על הקלט +\begin_inset Formula $l$ +\end_inset + + אחרי איזה מספר +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + של צעדים. + אז +\begin_inset Formula $n=Pr(l,k+1)$ +\end_inset + + ולפי הגדרה +\begin_inset Formula $g(n)=Pr^{L}(n)=l$ +\end_inset + +, כלומר +\begin_inset Formula $l\in Range(g)$ +\end_inset + +. + נשים לב: הפונקציה +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + שלמה. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(2)\Rightarrow(3)$ +\end_inset + + - מוכיחים באותו אופן. + בוחרים +\begin_inset Formula $a\in A$ +\end_inset + + ומגדירים: +\begin_inset Formula +\[ +g(n)=\begin{cases} +f(Pr^{L}(n)) & T_{f}\, halts\, on\, Pr^{L}(n)\, after\, less\, than\, Pr^{R}(n)\, steps\\ +a & else +\end{cases} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(3)\Rightarrow(4)$ +\end_inset + + - אם +\begin_inset Formula $A=Range(f)$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + חשיבה )ושלמה( אז היחס +\begin_inset Formula $B(x,f(x))$ +\end_inset + + חשיב. + לכן, +\begin_inset Formula $y\in Range(f)\iff(\exists x)(B(x,y))$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(4)\Rightarrow(5)$ +\end_inset + + - אין מה להוכיח )מקרה פרטי(. + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(4)\Rightarrow(1)$ +\end_inset + + - פשוט: +\begin_inset Formula $f(x)=\mu_{y}B(x,y)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(5)\Rightarrow(4)$ +\end_inset + + - אם +\begin_inset Formula $A=\{x:(\exists y_{1},...y_{k})B(x,\bar{y})\}$ +\end_inset + + אז נגדיר יחס +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +C(x,z) & = & \{(x,z):z\, encodes\, a\, series\, of\, length\, k\,\wedge B(x,\beta(z,1),...,\beta(z,k)\} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Theorem +)משפט הרקורסיה( תהי +\begin_inset Formula $C(x,y)$ +\end_inset + + פונקציה חשיבה. + אזי קיימת מ"ט +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $C(\left\lceil T\right\rceil ,y)=T(y)=f_{T}^{1}(y)$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +קיימת מכונת טיורינג +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + כל שלכל +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $f_{T}^{1}(n)=\left\lceil w_{n}\right\rceil $ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $w_{n}$ +\end_inset + + היא המכונה אשר על הקלט הריק כותבת את המספר +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +. + )ההוכחה - בתרגיל הבית(. +\end_layout + +\begin_layout Proof +המכונה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + תהיה הרכבה של +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +3 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + מכונות: +\begin_inset Formula $ABC$ +\end_inset + + )מפעילים קודם את +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + אח"כ את +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + אח"כ את +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + +(. + המכונה +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + על הקלט +\begin_inset Formula $y$ +\end_inset + + תחזיר את הפלט +\begin_inset Formula $\left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y$ +\end_inset + +. + מה עושה +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + על הקלט +\begin_inset Formula $x,y$ +\end_inset + +? היא כותבת את הקוד של המכונה שכותבת +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + ]מטענת העזר[ ואחריו את +\begin_inset Formula $x,y$ +\end_inset + +. + מה יהיה +\begin_inset Formula $B(\left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y)$ +\end_inset + +? +\begin_inset Formula $B(\left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y)=\left\lceil A\right\rceil \left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y$ +\end_inset + +. + יוצא ש- +\begin_inset Formula $C(B(A(y)))=C(B(\left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y))=C(\left\lceil A\right\rceil \left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y)$ +\end_inset + + אבל זה בדיוק מה שהיינו צריכים. + +\end_layout + +\begin_layout Corollary +)משפט נקודת השבת( תהי +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + פונקציה חשיבה ושלמה. + אזי קיים +\begin_inset Formula $e\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $f_{T_{e}}^{1}=f_{T_{f(e)}}^{1}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Corollary +)משפט +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +Rice +\lang hebrew +( נגדיר יחס שקילות של +\begin_inset Formula $\mathbb{N}$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $e_{1}\sim e_{2}$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $f_{T_{e_{1}}}^{1}=f_{T_{e_{2}}}^{1}$ +\end_inset + + . + תהי +\begin_inset Formula $L\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך שלכל +\begin_inset Formula $e\in L$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $e^{\prime}\sim e$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $e^{\prime}\in L$ +\end_inset + +. + אזי +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + חשיבה אם ורק אם +\begin_inset Formula $L=\mathbb{N}$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $L=\emptyset$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח בשלילה שלא. + אז יש +\begin_inset Formula $e_{0}\in L$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $e_{1}\not\in L$ +\end_inset + +. + נגדיר פונקציה חשיבה: +\begin_inset Formula +\[ +f(n)=\begin{cases} +e_{1} & n\in L\\ +e_{0} & n\not\in L +\end{cases} +\] + +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + חשיבה ושלמה. + לכן ממשפט נקודת השבת יש +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $f_{T_{e}}^{1}=f_{T_{f(e)}}^{1}$ +\end_inset + +. + אם +\begin_inset Formula $e\in L$ +\end_inset + + אז גם +\begin_inset Formula $f(e)\in L$ +\end_inset + + כי +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + סגורה תחת +\begin_inset Formula $\sim$ +\end_inset + +. + אבל אם +\begin_inset Formula $e\in L$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $e_{1}=f(e)$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $e_{1}\not\in L$ +\end_inset + +. + באותו אופן בדיוק גם +\begin_inset Formula $e\not\in L$ +\end_inset + + גורר סתירה. + +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +דוגמה: +\bar default + בעיית העצירה אינה חשיבה. + אין מכונת טיורינג המחליטה האם +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + קוד של מכונה שעוצרת על הקלט הריק. + במילים אחרות +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +L & = & \{e\in\mathbb{N}:e\, encodes\, a\, machine\, which\, halts\, on\, empty\, input\} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + אינה חשיבה. + ברור ש- +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + סגורה תחת +\begin_inset Formula $\sim$ +\end_inset + +. + לפי משפט רייס כיוון ש- +\begin_inset Formula $L\not=\emptyset$ +\end_inset + + )יש מ"ט שעוצרת על כל קלט ובפרט על הקלט הריק( וגם +\begin_inset Formula $\mathbb{N}\backslash L\not=\emptyset$ +\end_inset + + )יש מכונות שלא עוצרות על שום קלט(. + לכן לפי משפט רייס +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + אינה חשיבה. +\end_layout + +\begin_layout Proof +)משפט נקודת השבת( תהי +\begin_inset Formula $\mathcal{U}(x,y)$ +\end_inset + + מ"ט אוניברסלית ו- +\begin_inset Formula $C(x,y)=\mathcal{U}(f(x),y)$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + + מ"ט. + לכן יש +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $\mathcal{U}(f(\left\lceil T\right\rceil ),y)=C(\left\lceil T\right\rceil ,y)=T(y)$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $e=\left\lceil T\right\rceil $ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Remarks +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +קבוצה +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + חשיבה היא נל"ח +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +קבוצה +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + נל"ח היא חשיבה אם ורק אם גם המשלים של +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + נל"ח. + +\bar under +הוכחה +\bar default +: אם גם +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $\mathbb{N}\backslash A$ +\end_inset + + נל"ח אז יש מ"ט +\begin_inset Formula $T_{1},T_{2}$ +\end_inset + + שמחשבות את איבריהן. + אפשר להניח שהן +\begin_inset Formula $f_{T_{1}}^{1}$ +\end_inset + + והן +\begin_inset Formula $f_{T_{2}}^{1}$ +\end_inset + + פונקציות שלמות. + לכל מספר +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + נתחיל לחשב את +\begin_inset Formula $T_{1}(1),T_{1}(2),...$ +\end_inset + + ובמקביל את +\begin_inset Formula $T_{2}(1),T_{2}(2),...$ +\end_inset + + )אפשר לסירוגין(. + המכונה תעצור ברגע שיתקבל פלט +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +. + כיוון ש +\begin_inset Formula $A=f_{T_{1}}^{1}(\mathbb{N})$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $\mathbb{N}\backslash A=f_{T_{2}}^{1}(\mathbb{N})$ +\end_inset + + קיים +\begin_inset Formula $m\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $f_{T_{1}}^{1}(m)=n$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $f_{T_{2}}^{1}(m)=n$ +\end_inset + +. + בכל מקרה אחרי +\begin_inset Formula $2m$ +\end_inset + + חישובים המכונה שלנו תיעצר. + אם היא עצרה על הריצה של +\begin_inset Formula $T_{1}(m)$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $n\in A$ +\end_inset + + אחרת +\begin_inset Formula $n\not\in A$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Section +פונקציות יציגות +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard + +\bar under +תרגיל: +\bar default + תהיינה +\begin_inset Formula $A_{1},A_{2}\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + נל"ח אז: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +גם +\begin_inset Formula $A_{1}\cup A_{2}$ +\end_inset + + נל"ח +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +גם +\begin_inset Formula $A_{1}\cap A_{2}$ +\end_inset + + נל"ח +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +יש דרך אחת סבירה להגדיר מתי +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}^{k}$ +\end_inset + + נל"ח ואז הטלה של קבוצה נל"ח היא נל"ח +\end_layout + +\begin_layout Definition +תהי שפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + חשיבה. + +\bar under +מספור גדל +\bar default + של הנוסחאות +\begin_inset Formula $F(\mathcal{L})$ +\end_inset + + ב- +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +זו פונקציה +\begin_inset Formula $g:F(\mathcal{L})\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + המוגדרת באינדוקציה באופן הבא: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +שם עצם +\begin_inset Formula $x_{i}$ +\end_inset + + יקודד ע"י +\begin_inset Formula $g(x_{i})=2^{1}\cdot3^{i}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +קבוע אישי +\begin_inset Formula $c_{i}$ +\end_inset + + יקודד ע"י +\begin_inset Formula $g(c_{i})=2^{2}\cdot3^{i}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +שם עצם מהצורה +\begin_inset Formula $F_{i}(t_{1},...,t_{n})$ +\end_inset + + יקודד ע"י +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +g(F_{i}(t_{1},...,t_{n})) & = & 2^{3}\cdot3^{i}\cdot5^{g(t_{1})}\cdot7^{g(t_{2})}\cdot\cdots\cdot P_{n+2}^{g(t_{n})} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נוסחה מהצורה +\begin_inset Formula $R_{i}(t_{1},...,t_{n})$ +\end_inset + + יקודד ע"י +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +g(R_{i}(t_{1},...,t_{n})) & = & 2^{4}\cdot3^{i}\cdot5^{g(t_{1})}\cdot7^{g(t_{2})}\cdot\cdots\cdot P_{n+2}^{g(t_{n})} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + מהצורה +\begin_inset Formula $\varphi=\neg\psi$ +\end_inset + + תקודד ע"י +\begin_inset Formula $g(\varphi)=2^{5}\cdot3^{g(\psi)}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + מהצורה +\begin_inset Formula $\varphi=\psi_{1}\rightarrow\psi_{2}$ +\end_inset + + תקודד ע"י +\begin_inset Formula $g(\varphi)=2^{6}\cdot3^{g(\psi_{1})}\cdot5^{g(\psi_{2})}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + מהצורה +\begin_inset Formula $\varphi=(\exists x_{i})\psi$ +\end_inset + + תקודד ע"י +\begin_inset Formula $g(\varphi)=2^{7}\cdot3^{i}\cdot5^{g(\psi)}$ +\end_inset + + )הכמת +\begin_inset Formula $\forall$ +\end_inset + + בדומה( +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Definition +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +תורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + בשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + היא +\bar under +כריעה +\bar default + אם הקבוצה +\begin_inset Formula $\{g(\varphi):T\vdash\varphi\}$ +\end_inset + + חשיבה. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +תורה היא חשיבה אם +\begin_inset Formula $\{g(\varphi):\varphi\in T\}$ +\end_inset + + חשיבה. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +מספור גדל הוא חח"ע )באינדוקציה על יצירת הנוסחה( +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +בהינתן שפה חשיבה )או סופית( +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + היחס " +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + מקודד נוסחה בשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + +" הוא חשיב. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Proof +)רעיון כללי( נשים לב )קל לראות באינדוקציה( שאם +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + נוסחה באורך +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $g(\varphi)>n$ +\end_inset + +. + בנוסף, אם ב- +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + מופיע סימן פונקציה, סימן יחס, קבוע אישי או משתנה עם אינדקס +\begin_inset Formula $i>n$ +\end_inset + + אז )באינדוקציה( +\begin_inset Formula $g(\varphi)>n$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +לכן השאלה האם +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + מספר גדל של נוסחה שקולה לשאלה האם קיימת נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + באורך קטן-שווה ל- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +, שכל הסימנים הלא-לוגיים המופיעים בה הם עם אינדקס קטן או שווה ל- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +. + ומספר גדל של +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + הוא +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +אבל קבוצת הנוסחאות +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + מאורך קטן-שווה ל- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + , שכל הסימנים בה עם אינדקס קטן-שווה ל- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + היא סופית, כלומר זהו כימות חסום. + לכן מספיק לבדוק שהפונקציה ששולחת נוסחה למספר גדל שלה היא חשיבה טיורינג. + )זה עסק מייגע, אבל לא קשה.( +\end_layout + +\begin_layout Definition +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +תהי +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + , נאמר שתורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + בשפה המרחיבה את +\begin_inset Formula $(0,s)$ +\end_inset + + מייצגת )חלש( את +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + אם קיימת נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi(x,y)$ +\end_inset + + בשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + כל שלכל +\begin_inset Formula $n\in Dom(f)$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $T\vdash(\forall y)(\varphi(\underline{n},y)\iff\underline{f(n)})$ +\end_inset + + כאשר הסימון +\begin_inset Formula $\underline{n}:=s^{n}(0)$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + פונקציית העוקב. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +יחס +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + +\bar under +מיוצג +\bar default + ב- +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $\chi_{A}$ +\end_inset + + מיוצגת ב +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Definition + +\bar under +תורת פיאנו +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +(Peano Arithmetic) +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none +\lang hebrew + זו קבוצת הפסוקים הבאה בשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}=\{0,+,\cdot,s)$ +\end_inset + +: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $(\forall x)(s(x)\not=0)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $(\forall x\forall y)(s(x)=s(y)\rightarrow x=y)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $(\forall x)(x+0=x)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $(\forall x\forall y)(x+s(y)=s(x+y))$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $(\forall x)(x\cdot0=0)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $(\forall x\forall y)(x\cdot s(y)=x\cdot y+x)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate + +\bar under +סכימת האינדוקציה: +\bar default + לכל נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi(x,y)$ +\end_inset + + אקסיומה מהצורה: +\begin_inset Formula +\[ +(\forall x)[\varphi(\bar{x},0)\wedge\forall y(\varphi(\bar{x},y)\rightarrow\varphi(\bar{x},s(y))\rightarrow\forall y(\varphi(\bar{x},y))] +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Theorem +כל פונקציה חשיבה ניתנת לייצוג ב- +\begin_inset Formula $PA$ +\end_inset + +. + יתר על כן, קיימת תורה +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + סופית כך ש- +\begin_inset Formula $PA\vdash N$ +\end_inset + + וכל פונקציה חשיבה מיוצגת ב- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תרגיל +\bar default +: אם +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + שלמה ומיוצגת ב- +\begin_inset Formula $PA$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + חשיבה. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +התורה +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + שמובטחת במשפט, אינה כריעה. +\end_layout + +\begin_layout Proof +תהי +\begin_inset Formula $\varphi(e,z,n)$ +\end_inset + + הנוסחה האומרת שמ"ט +\begin_inset Formula $T_{e}$ +\end_inset + + )שהקוד שלה הוא +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + +( עוצרת על הקלט +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + אחרי +\begin_inset Formula $z$ +\end_inset + + צעדים. +\end_layout + +\begin_layout Proof +היחס +\begin_inset Formula $\varphi(e,z,n)$ +\end_inset + + חשיב ]הוכחנו[, לכן לפי המשפט מיוצג ב- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + +. + כלומר אם +\begin_inset Formula $T_{e}(n)$ +\end_inset + + +\bar under +לא עוצרת +\bar default + אז לכל +\begin_inset Formula $z$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $N\vdash\neg\varphi(e,z,n)$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +מצד שני, אם +\begin_inset Formula $T_{e}(n)$ +\end_inset + + +\bar under +עוצרת +\bar default + אז +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(e,z,n)$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $z$ +\end_inset + +. + נניח בשלילה ש- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + כריעה אז +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists z)\varphi(e,z,n)$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $T_{e}(n)$ +\end_inset + + עוצרת. +\end_layout + +\begin_layout Proof +אבל מכריעות נקבל שלכל זוג +\begin_inset Formula $\left\langle e,n\right\rangle $ +\end_inset + + אפשר לדעם האם +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists z)\varphi(e,z,n)$ +\end_inset + + או +\begin_inset Formula $N\vdash(\neg\exists z)\varphi(e,z,n)$ +\end_inset + +. + כלומר אפשר להכריע האם +\begin_inset Formula $T_{e}(n)$ +\end_inset + + עוצרת או לא. + אבל לפי משפט רייס זו איננה קבוצה חשיבה. + סתירה. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +הערה +\bar default +: אם +\begin_inset Formula $N\subseteq T$ +\end_inset + + ) +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + התורה המובטחת במשפט( אז: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +כל פונקציה חשיבה ניתנת לייצוג ב- +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכן, +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + איננה כריעה, כי אותה ההוכחה ש- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + אינה כריעה תעבוד עבור +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +הערה +\bar default +: אם תורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + היא חשיבה ושלמה אז +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + כריעה. + להלן אלגוריתם הכרעה: +\end_layout + +\begin_layout Standard +נראה בהמשך שאם +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + חשיבה אז +\begin_inset Formula $C_{T}:=\{g(\varphi):T\vdash\varphi\}$ +\end_inset + + נל"ח. + כיוון ש- +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + שלמה, כדי לבדוק האם +\begin_inset Formula $T\vdash\varphi$ +\end_inset + + נפעיל את המכונה המונה את +\begin_inset Formula $C_{T}$ +\end_inset + +. + בכל שלב נבדוק האם האיבר שהמכונה פלטה הוא הוכחה של +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + או הוכחה של +\begin_inset Formula $\neg\varphi$ +\end_inset + + . + השלמות מבטיחה לנו שאחד מהם יתקבל בזמן סופי. + אם מתקבל +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + - ניצחנו. + אם מתקבל +\begin_inset Formula $\neg\varphi$ +\end_inset + + - גם ניצחנו. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +כל תורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $N\subseteq T\subseteq PA$ +\end_inset + + מהמסקנה הקודמת אינה כריעה. + )למשל תורת המספרים איננה כריעה(. +\end_layout + +\begin_layout Section +פונקציות יציגות +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תזכורת: +\bar default + פונקציה +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + תקרא מיוצגת )חלש( בתורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + )בשפה עם סימן קבוע +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +0 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +וסימן פונקציה חד מקומי +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + +( אם קיימת נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi(x,y)$ +\end_inset + + כך שלכל +\begin_inset Formula $\bar{n}\in Dom(f)$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +T & \vdash & (\forall y)(\varphi(\underline{\bar{n}},y)\iff\underline{f(n)}=y) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +כאשר +\begin_inset Formula $\underline{n}=s^{n}(0)$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Theorem +כל פונקציה חשיבה יציגה בתורת פאנו ואפילו יש תת-תורה סופית של +\begin_inset Formula $PA$ +\end_inset + + שבה כל פונקציה חשיבה יציגה. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +תהי +\begin_inset Formula $N\subseteq PA$ +\end_inset + + כמובטח במשפט. + אזי +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + אינה כריעה. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +יהי +\begin_inset Formula $\varphi(e,n,z)$ +\end_inset + + היחס האומר "המכונה שהקוד שלה +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + עצרה על הקלט +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + אחרי לכל היותר +\begin_inset Formula $z$ +\end_inset + + מהלכים". + אז ברור ש- +\begin_inset Formula $\varphi(e,n,z)$ +\end_inset + + הוא יחס חשיב. + מהמשפט נובע שלכל שלשה +\begin_inset Formula $\left\langle e,n,z\right\rangle \in\mathbb{N}^{3}$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(e,n,z)$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $\left\langle e,n,z\right\rangle $ +\end_inset + + עומדת ביחס, כלומר המכונה +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + עוצרת על +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + אחרי לא יותר מ +\begin_inset Formula $z$ +\end_inset + + צעדים. + לכן אם +\begin_inset Formula $\left\langle e,n\right\rangle $ +\end_inset + + עוצרת יש +\begin_inset Formula $z_{0}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(\underline{e},\underline{n},\underline{z_{0}})$ +\end_inset + +. + לכן אם +\begin_inset Formula $\left\langle e,n\right\rangle $ +\end_inset + + עוצרת אז +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists z)\varphi(\underline{e},\underline{n},z)$ +\end_inset + +. + מצד שני, אם +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit + +\begin_inset Formula $\left\langle e,n\right\rangle $ +\end_inset + + לא עוצרת אז +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\begin_inset Formula $N\not\vdash\varphi(\underline{e},\underline{n},\underline{z_{0}})$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $\underline{z_{0}}$ +\end_inset + +. + אבל +\begin_inset Formula $\mathbb{N}\models PA$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $\mathbb{N}\models N$ +\end_inset + + . + לכן לא ייתכן ש +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists z)\varphi(\underline{e},\underline{n},z)$ +\end_inset + + אבל מהנחתנו זה לא מתקיים. + יוצא +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists z)\varphi(\underline{e},\underline{n},z)$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $\left\langle e,n\right\rangle $ +\end_inset + + עוצרת. + לכן אילו הייתה +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + כריעה היינו יכולים להכריע את בעיית העצירה: בהינתן זוג +\begin_inset Formula $\left\langle e,n\right\rangle $ +\end_inset + + היינו פשוט שואלים אם +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists z)(\underline{e},\underline{n},z)$ +\end_inset + +. + אם כן - +\begin_inset Formula $\left\langle e,n\right\rangle $ +\end_inset + + עוצרת, ואם לא אז +\begin_inset Formula $\left\langle e,n\right\rangle $ +\end_inset + + לא עוצרת. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +כל תורה +\begin_inset Formula $N\subseteq T\subseteq PA$ +\end_inset + + מהמסקנה הקודמת אינה כריעה. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +ניגש להוכחת המשפט עצמו. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +תהי +\begin_inset Formula $N\subseteq PA$ +\end_inset + + התורה הבאה: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $PA(1)-PA(6)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(N7)$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula $(\forall x)(\neg x<0)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(N8)$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula $(\forall x\forall y)(x<s(y)\iff x<y\vee x=y)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $(N9)$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula $(\forall x\forall y)(x<y\vee x=y\wedge y<x)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +כאשר +\begin_inset Formula $x<y$ +\end_inset + + זה קיצור לנוסחה +\begin_inset Formula $(\exists z)(z\not=0\wedge x+z=y)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Claim +\begin_inset Formula $PA\vdash N$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Proof +צריך להוכיח רק את +\begin_inset Formula $PA\vdash\{N(7),N(8),N(9)\}$ +\end_inset + +. + כלומר צריך להוכיח: +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +PA & \vdash & (\forall x)\neg(x<0)\\ + & \iff & (\forall x\forall z)(x+z=0\rightarrow z=0)\\ + & \iff & (\forall x\forall z)(z\not=0\rightarrow x+z\not=0)\\ + & \iff & (\forall x\forall z)((\exists y)s(y)=z\rightarrow x+s(y)\not=0) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + אבל +\begin_inset Formula $PA\vdash z\not=0\rightarrow(\exists y)((sy)=z)$ +\end_inset + +. + לכן יספיק להוכיח ש- +\begin_inset Formula $PA\vdash x+s(y)=s(x+y)$ +\end_inset + +. + זה יספיק כי אז נקבל +\begin_inset Formula $(\forall x\forall z)((\exists y)(sy=z))\rightarrow s(x+y)\not=0$ +\end_inset + +. + ההוכחה ל- +\begin_inset Formula $N8$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $N9$ +\end_inset + + דומה מאוד. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Proof +נראה שכל פונקציה חשיבה יציגה ב- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + +. + לשם כך יספיק להראות: משפחת הפונקציות היציגות ב- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + מכילה מכילה את הפונקציות החשיבות הבסיסיות וסגורה תחת הרכבות ותחת מזעור. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Claim +) +\numeric on +1 +\numeric off +( פונקציית ההיטל +\begin_inset Formula $P_{i}(x_{1},...,x_{n})=x_{i}$ +\end_inset + + יציגה ע"י +\begin_inset Formula +\[ +\varphi(x_{1},...,x_{n},y):=x_{i}\approx y +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Proof +יש להראות ש +\begin_inset Formula $N\vdash(\forall y)\varphi(\underline{k_{1}},...,\underline{k_{n}},y)\iff P_{i}(k_{1},...k_{n})=y$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $k_{1},...,k_{n}\in\mathbb{N}$ +\end_inset + +. + אבל זה שקול ל +\begin_inset Formula $N\vdash(\forall y)\underline{k_{i}}=y\iff\underline{k_{i}=y}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +2 +\numeric off +( הפונקציה +\begin_inset Formula $c_{0}(x)=0$ +\end_inset + + יציגה ב- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $\varphi(x,y):=y\approx0$ +\end_inset + +. + ההוכחה קשה באותה מידה. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +) +\numeric on +3 +\numeric off +( הפונקציה +\begin_inset Formula $x+y$ +\end_inset + + יציגה ב- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $\varphi(x,y,z):=z\approx x\oplus y$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Proof +עלינו להראות +\begin_inset Formula $N\vdash(\underline{n_{1}}\oplus\underline{n_{2}}=\underline{n_{1}+n_{2}})$ +\end_inset + +. + באינדוקציה על +\begin_inset Formula $n_{2}$ +\end_inset + + . + עבור +\begin_inset Formula $n_{2}=0$ +\end_inset + + מקבלים +\begin_inset Formula $\underline{n_{1}}+0=\underline{n_{1}}$ +\end_inset + +. + נניח עבור +\begin_inset Formula $n_{2}$ +\end_inset + + ונוכיח עבור +\begin_inset Formula $n_{2}+1$ +\end_inset + +: +\begin_inset Formula +\[ +\underline{n_{1}}\oplus\underline{n_{2}+1}=\underline{n_{1}}\oplus s(\underline{n_{2}})=s(\underline{n_{1}}\oplus\underline{n_{2}})=s(\underline{n_{1}}+\underline{n_{2}})=\underline{n_{1}+n_{2}+1} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +לגבי כפל זה בדיוק אותו דבר. +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +4 +\numeric off +( +\begin_inset Formula $c_{<}(x,y)$ +\end_inset + + יציגה ב- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $\varphi(x,y,z)\vdash(x<y\wedge z=1)\vee(y<x\wedge z=0)\vee(x=y\wedge z=0)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +ראשית מראים שלכל +\begin_inset Formula $n,m\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $n<m$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $N\vdash\underline{n}<\underline{m}$ +\end_inset + + . + באותו אופן אם +\begin_inset Formula $\neg(n<m)$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $N\vdash\neg(\underline{n}<\underline{m})$ +\end_inset + +. + ]למשל באינדוקציה על +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + +: מ +\begin_inset Formula $N7$ +\end_inset + + אנחנו יודעים ש +\begin_inset Formula $N\vdash\neg(n<0)$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $n\in N$ +\end_inset + +. + אז נניח שהוכחנו ל +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + נתון עבור +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + ונוכיח עבור +\begin_inset Formula $m+1$ +\end_inset + +. + אז אם +\begin_inset Formula $n<m$ +\end_inset + + מהנחת האינדוקציה +\begin_inset Formula $N\vdash\underline{n}<\underline{m}$ +\end_inset + + ולפי +\begin_inset Formula $N8$ +\end_inset + + גם +\begin_inset Formula $N\vdash\underline{n}<\underline{m+1}=s(\underline{m})$ +\end_inset + +. + המקרה ההפוך דומה[. +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +5 +\numeric off +( משפחת הפונקציות היציגות ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + סגורה תחת הרכבה. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח ש +\begin_inset Formula $G(x_{1},...x_{n})$ +\end_inset + + יציגה ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $h_{i}(y_{1},...,y_{m})$ +\end_inset + + יציגות ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $1\le i\le n$ +\end_inset + +. + עלינו להראות ש +\begin_inset Formula $G(h_{1}(y_{1},...,y_{m}),...,h_{n}(y_{1},...,y_{m}))$ +\end_inset + + יציגה ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + +. + נניח ש +\begin_inset Formula $\varphi_{i}(y_{1},...,y_{m},z_{i})$ +\end_inset + + מייצגות את +\begin_inset Formula $h_{i}$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $1\le i\le n$ +\end_inset + + , ו +\begin_inset Formula $\psi(z_{1},..,z_{n},t)$ +\end_inset + + את +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. + נראה ש +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\theta(y_{1},...,y_{m},t): & = & (\exists z_{1},...,z_{n})\bigwedge_{i=1}^{n}\varphi_{i}(y_{1},...,y_{m},z_{i})\wedge\psi(z_{1},...,z_{m},t) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + מייצגת את ההרכבה. + כלומר עלינו להראות שלכל +\begin_inset Formula $p_{1},...,p_{m}$ +\end_inset + + טבעיים ]ובתחום של הפונקציות +\begin_inset Formula $h_{i}$ +\end_inset + +[ מתקיים ש +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +N & \vdash & (\forall t)(\theta(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},t)\iff t=G(\underline{h_{1}(p_{1},...,p_{m}),...,h_{n}(p_{1},...,p_{m})}) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +. + אם נסמן +\begin_inset Formula $q_{i}=h_{i}(p_{1},...,p_{m})$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $r=G(q_{1},...,q_{n})$ +\end_inset + + ]בהנחה שהכל מוגדר[ מה שעלינו להראות זה ש +\begin_inset Formula $N\vdash(\forall t)(\theta(p_{1},...,p_{m},t)\iff t=r)$ +\end_inset + +. + על ידי שנחליף את +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + בקבוע שאינו מופיע ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + יספיק להוכיח +\begin_inset Formula $N\vdash\theta(p_{1},...,p_{m},t)\iff t=\underline{r}$ +\end_inset + +. + יספיק להוכיח כל כיוון בנפרד. + כזכור +\begin_inset Formula $T\vdash\varphi\rightarrow\psi\iff T\cup\{\varphi\}\vdash\psi$ +\end_inset + +. + לכן עלינו להוכיח: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $N\cup\{\theta(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},t)\}\vdash t=\underline{r}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $N\cup\{t=\underline{r}\}\vdash\theta(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},t)$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +נתחיל מ +\numeric on +2 +\numeric off +. + +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + + מייצגת את +\begin_inset Formula $h_{i}$ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $p_{1},...,p_{m}$ +\end_inset + + בתחום של +\begin_inset Formula $h_{i}$ +\end_inset + + לכן +\begin_inset Formula $N\vdash(\forall z_{i})(\varphi_{i}(p_{1},...,p_{m},z_{i})\iff z_{i}=q_{i})$ +\end_inset + +. + באותו אופן +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + מייצגת את +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $q_{1},...,q_{n}$ +\end_inset + + בתחום של +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + לכן +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +N & \vdash & (\forall t)(\psi(q_{1},...,q_{m},t)\iff t=\underline{r}) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + +לכן +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +N & \vdash & \bigwedge_{i=1}^{n}\varphi_{i}(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},q_{i})\wedge\psi(\underline{q_{1}},...,\underline{q_{n}},\underline{r}) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +N\cup\{t & = & \underline{r}\}\vdash\bigwedge_{i=1}^{n}\varphi_{i}(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},q_{i})\wedge\psi(\underline{q_{1}},...,\underline{q_{n}},t) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Proof +נסיים עם +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\numeric off +. + כיוון ש +\begin_inset Formula $\varphi_{i}$ +\end_inset + + מייצגות את +\begin_inset Formula $h_{i}$ +\end_inset + + אנחנו יודעים שמההנחה +\begin_inset Formula $\varphi_{i}(p_{1},...,p_{m},z_{i})$ +\end_inset + + אפשר להסיק +\begin_inset Formula $z_{i}=q_{i}$ +\end_inset + +. + כלומר +\begin_inset Formula $N\cup\theta\vdash z_{i}=q_{i}$ +\end_inset + +. + כיוון ש +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + מייצגת את +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + אז מ +\begin_inset Formula $z_{i}=q_{i}$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $1\le i\le n$ +\end_inset + + אפשר להסיק מההנחה +\begin_inset Formula $\psi(z_{1},...,z_{n},t)$ +\end_inset + + ש +\begin_inset Formula $t=\underline{r}$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $N\cup\theta\vdash t=\underline{r}$ +\end_inset + + כנדרש. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +) +\numeric on +6 +\numeric off +( משפחת הפונקציות היציגות ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + סגורה תחת מזעור. +\end_layout + +\begin_layout Proof +)רעיון ההוכחה( תהי +\begin_inset Formula $G(x_{1},...,x_{n},y)$ +\end_inset + + פונקציה יציגה ע"י נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi(x_{1},...,x_{n},y,t)$ +\end_inset + +. + תהי +\begin_inset Formula $H(x_{1},...,x_{n})=\mu_{y}(G(x_{1},...,x_{n},y))$ +\end_inset + + . + איזו נוסחה תייצג את +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + +? +\begin_inset Formula $\varphi(x_{1},...,x_{n},y,0)\wedge(\forall y^{\prime}<y)(\neg\varphi(x_{1},...,x_{n},y^{\prime},0))$ +\end_inset + +. + ההוכחה שזה אכן מייצג דומה למה שעשינו עד כה. +\end_layout + +\begin_layout Section +הוכחת משפטי אי השלמות של גדל +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard + +\bar under +תזכורת +\bar default +: הוכחנו אם +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + חשיבה )חלקית( אז +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + יציגה )חלש( ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תרגיל )מתוך תרגיל +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\noun default +\color inherit +10 +\numeric off +(: +\bar default +אם +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + יחס חשיב אז הוא יציג ולכן יש נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + כך ש: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(\underline{n})$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $n\in A$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $N\vdash\neg\varphi(\underline{n})$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $n\not\in A$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תזכורת +\bar default +: הגדרנו פונקציה +\begin_inset Formula $g:F(\mathcal{L})\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + "מספור גדל" של הנוסחאות בשפה +\begin_inset Formula $\mathcal{L}$ +\end_inset + + של +\begin_inset Formula $PA$ +\end_inset + + וראינו שזו פונקציה חשיבה. + לשם נוחות הסימון בהינתן נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi\in F(\mathcal{L})$ +\end_inset + + נסמן +\begin_inset Formula $\left\lceil \varphi\right\rceil $ +\end_inset + + מספר הגדל של +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +)משפט נקודת השבת של גדל(: לכל נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + בשפה של +\begin_inset Formula $PA$ +\end_inset + + קיימת נוסחה +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )\iff\psi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +תהי +\begin_inset Formula $\Delta:F_{1}(\mathcal{L})\rightarrow F_{0}(\mathcal{L})$ +\end_inset + + )נוסחאות עם משתנה חופשי אחד לנוסחאות ללא משתנים חופשיים( הפונקציה המקיימת + +\begin_inset Formula $\varphi(x)\mapsto\varphi(\left\lceil \varphi\right\rceil )$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $\Delta$ +\end_inset + + נקראת פונקציית האלכסון. +\end_layout + +\begin_layout Definition +קל להשתכנע ש- +\begin_inset Formula $\Delta$ +\end_inset + + ניתנת לחישוב ע"י מכונת טיורינג. + לכן הפונקציה הבאה חשיבה: +\begin_inset Formula $\tilde{\Delta}:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + המוגדרת ע"י +\begin_inset Formula $n\in Dom(\tilde{\Delta)}$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + מספר גדל של נוסחה במשתנה חופשי אחד, ואם +\begin_inset Formula $n\in Dom(\tilde{\Delta)}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $n=\left\lceil \varphi(x)\right\rceil $ +\end_inset + + ו +\begin_inset Formula $\tilde{\Delta}(n)=\left\lceil \Delta(\varphi)\right\rceil $ +\end_inset + +. + לכן היחס +\begin_inset Formula $\tilde{\Delta}(n,m)$ +\end_inset + + המוגדר ע"י +\begin_inset Formula $n\in Dom(\tilde{\Delta})$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\tilde{\Delta}(n)=m$ +\end_inset + + הוא יחס חשיב. + לכן +\begin_inset Formula $\tilde{\Delta}(x,y)$ +\end_inset + + יציג ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + +. + לפי התרגיל יש נוסחה +\begin_inset Formula $\delta(x,y)$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $N\vdash\delta(\underline{n},\underline{m})$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $(n,m)\in\tilde{\Delta}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $N\vdash\neg\delta(\underline{n},\underline{m})$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $(n,m)\not\in\tilde{\Delta}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Definition +תהי +\begin_inset Formula $\chi_{x}=(\exists y)(\delta(x,y)\wedge\varphi(y))$ +\end_inset + +. + יהי +\begin_inset Formula $\psi=\Delta(\chi)=\chi(\left\lceil \chi\right\rceil )$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Claim +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )\iff\psi$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח ש- +\begin_inset Formula $N\vdash\psi$ +\end_inset + +. + צריך להראות ש- +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )$ +\end_inset + +. + אבל +\begin_inset Formula $\psi:=(\exists y)(\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y)\wedge\varphi(y))$ +\end_inset + +. + נזכור ש +\begin_inset Formula $\left\lceil \chi\right\rceil $ +\end_inset + + מספר גדל של נוסחה במשתנה אחד. + בנוסף, +\begin_inset Formula $\delta(x,y)$ +\end_inset + + היא יצוג של היחס +\begin_inset Formula $\tilde{\Delta}(x,y)$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $N\vdash\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y)$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $y=\left\lceil \Delta(\chi)\right\rceil $ +\end_inset + +. + לכן אם +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists y)(\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y)\wedge\varphi(y))$ +\end_inset + + המועמד היחיד שיכול להעיד על כך הוא +\begin_inset Formula $\left\lceil \psi\right\rceil =\left\lceil \Delta(\chi)\right\rceil $ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )$ +\end_inset + + . + בכיוון השני, נניח ש +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )$ +\end_inset + + ועלינו להוכיח +\begin_inset Formula $N\vdash\psi$ +\end_inset + + . + עלינו להראות ש- +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists y)(\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y)\wedge\varphi(y))$ +\end_inset + +. + יספיק להוכיח ש- +\begin_inset Formula $N\vdash\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y_{0})\wedge\varphi(y_{0})$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $y_{0}$ +\end_inset + + כלשהו. + אבל +\begin_inset Formula $N\vdash\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,\left\lceil \psi\right\rceil )$ +\end_inset + + - כי +\begin_inset Formula $\delta(x,y)$ +\end_inset + + מייצגת את +\begin_inset Formula $\tilde{\Delta}$ +\end_inset + + ומהנתון +\begin_inset Formula $N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )$ +\end_inset + +. + נשים +\begin_inset Formula $y_{0}=\left\lceil \psi\right\rceil $ +\end_inset + + וגמרנו. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +)משפט השלמות הראשון של גדל( תהי +\begin_inset Formula $T\supseteq N$ +\end_inset + + תורה חשיבה ו- +\begin_inset Formula $\omega$ +\end_inset + +-שלמה , אז +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + אינה שלמה. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +תורה +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + נקראת +\begin_inset Formula $\omega$ +\end_inset + +-שלמה אם +\begin_inset Formula $T\vdash(\exists x)\varphi(x)$ +\end_inset + + לאיזה נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi(x)$ +\end_inset + + גורר ש +\begin_inset Formula $T\vdash\varphi(\underline{n})$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Definition +נוסחה +\begin_inset Formula $Pr(x)$ +\end_inset + + נקראת +\bar under +יחס יכיחות +\bar default + אם היא מקיימת את התכונות הבאות: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $T\vdash\phi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )\right\rceil )$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil \phi\rightarrow\psi\right\rceil )$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )\iff Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\end_deeper +\begin_layout Claim +ב +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + יש יחס יכיחות ואם מניחים ש +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + היא +\begin_inset Formula $\omega$ +\end_inset + +-שלמה אז בנוסף מתקיים: אם +\begin_inset Formula $N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $N\vdash\phi$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נגדיר יחס דו מקומי +\begin_inset Formula $\tilde{Pr}(x,y)$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $(n,m)\in\tilde{Pr}$ +\end_inset + + אם: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + מספר גדל של נוסחה +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + +, ו- +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + מקודד הוכחה של +\begin_inset Formula $\varphi$ +\end_inset + + מתוך +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + . + +\end_layout + +\begin_layout Standard +אז +\begin_inset Formula $\tilde{Pr}$ +\end_inset + + יחס חשיב. + לכן יש נוסחה +\begin_inset Formula $Pr(x,y)$ +\end_inset + + שמייצגת את +\begin_inset Formula $\tilde{Pr}$ +\end_inset + +. + כלומר +\begin_inset Formula $N\vdash Pr(\underline{n},\underline{m})$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $(n,m)\in\tilde{Pr}$ +\end_inset + + ומוכיח את השלילה - אחרת. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Proof +נגדיר +\begin_inset Formula $Pr(x):=(\exists y)Pr(x,y)$ +\end_inset + +. + מדוע, למשל +\begin_inset Formula $N\vdash\phi$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$ +\end_inset + +? משום שאם +\begin_inset Formula $N\vdash\phi$ +\end_inset + + אז יש הוכחה של +\begin_inset Formula $\phi$ +\end_inset + + מ +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + ויהי +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + קידוד של ההוכחה הזו. + אז +\begin_inset Formula $\tilde{Pr}(\left\lceil \phi\right\rceil ,m)$ +\end_inset + +. + בגלל ש +\begin_inset Formula $Pr(x,y)$ +\end_inset + + מייצגת את +\begin_inset Formula $\tilde{Pr}$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil ,m)$ +\end_inset + + לכן +\begin_inset Formula $N\vdash(\exists y)Pr(\left\lceil \phi\right\rceil ,y)$ +\end_inset + +. + +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +2 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +נובע מ- +\numeric on +1 +\numeric off +, ו- +\numeric on +3 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +הוכח באופן דומה )תרגיל(. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +כדי לקבל את +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +4 +\numeric off +: אם +\begin_inset Formula $N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + + +\begin_inset Formula $\omega$ +\end_inset + +-שלמה אז +\begin_inset Formula $N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil ,\underline{m})$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $m\in\mathbb{N}$ +\end_inset + +. + אבל אז מהגדרת היציגות +\begin_inset Formula $N\models\tilde{Pr}(\left\lceil \phi\right\rceil ,m)$ +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + מקודד הוכחה של +\begin_inset Formula $\phi$ +\end_inset + + מ +\begin_inset Formula $N$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Proof +)למשפט השלמות הראשון של גדל( לפי משפט נקודת השבת יש +\begin_inset Formula $\phi$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $T\vdash\psi\iff\neg Pr(\psi)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +מקרה א': +\begin_inset Formula +\[ +T\vdash\psi\overset{(1)}{\Rightarrow}T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\Rightarrow T\vdash\neg\psi\Rightarrow\Leftarrow +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +מקרה ב': +\begin_inset Formula +\[ +T\vdash\neg\psi\Rightarrow T\vdash Pr(\psi)\overset{(4)}{\Rightarrow}T\vdash\psi\Rightarrow\Leftarrow +\] + +\end_inset + +יוצא +\begin_inset Formula $\psi,\neg\varphi$ +\end_inset + + אינם יכיחים ב +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + אינה שלמה. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard + +\bar under +סימון: +\bar default + תהי +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + תורה חשיבה. + נגדיר +\begin_inset Formula $Con_{T}:=\neg Pr(\underline{0}=\underline{1})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +)משפט אי השלמות השני של גדל( אם +\begin_inset Formula $T\supseteq N$ +\end_inset + + חשיבה ועקבית אז +\begin_inset Formula $T\not\vdash Con_{T}$ +\end_inset + +. + במילים אחרות +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + עקבית לא יודעת את זה על עצמה. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נבחר +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + + כמו בהוכחת המשפט הראשון. + +\begin_inset Formula $T\vdash\psi\iff\neg Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )$ +\end_inset + +. + אז: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\rightarrow\neg\psi$ +\end_inset + +. + מ- +\numeric on +2 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +ומ- +\numeric on +3 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +נקבל: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\right\rceil )\rightarrow Pr(\left\lceil \neg\psi\right\rceil )$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לפי +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +2 +\numeric off + +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\rightarrow Pr(\left\lceil Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\right\rceil )$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +מ- +\numeric on +2 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +ו- +\numeric on +3 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +ביחד נקבל +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\rightarrow Pr(\left\lceil \neg\psi\right\rceil )$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +אבל +\begin_inset Formula $\psi\rightarrow(\neg\psi\rightarrow\underline{0}=\underline{1})$ +\end_inset + + היא אקסיומה לוגית )ואפילו טאוטולוגיה(. + לכן +\begin_inset Formula $T\vdash\psi\rightarrow(\neg\psi\rightarrow\underline{0}=\underline{1})$ +\end_inset + +. + לפי +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + ו- +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +3 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +מקבלים: +\begin_inset Formula +\[ +T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\rightarrow(Pr(\left\lceil \neg\psi\right\rceil )\rightarrow Pr(\left\lceil \underline{0}=\underline{1}\right\rceil )) +\] + +\end_inset + + לפי כלל +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +4 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +וכלל הניתוק +\begin_inset Formula +\[ +T\vdash Pr(\psi)\rightarrow\neg Con_{T} +\] + +\end_inset + + כלומר +\begin_inset Formula +\[ +T\vdash Con_{T}\rightarrow\neg Pr(\left\lceil \psi\right\rceil ) +\] + +\end_inset + + אבל לפי בחירת +\begin_inset Formula $\psi$ +\end_inset + +, אם מניחים ש +\begin_inset Formula $T\vdash Con_{T}$ +\end_inset + + אז מכלל הניתוק +\begin_inset Formula $T\vdash\neg Pr(\psi)$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $T\vdash\psi$ +\end_inset + +. + אבל לפי +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +זה גורר +\begin_inset Formula $T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )$ +\end_inset + + - סתירה. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Section +תורת רקורסיה +\end_layout + +\begin_layout Standard +תהי +\begin_inset Formula $H:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + +. + פונקציה חלקית. + מכונת טיורינג עם אוב )אורקל( עבור +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + זו מכונת טיורינג רגילה שלה פקודה נוספת: "חשב את הערך של +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + כלשהו". + ואז הערך של +\begin_inset Formula $H(n)$ +\end_inset + + מוחזר אם +\begin_inset Formula $n\in Dom(H)$ +\end_inset + + ואחרת האוב אינו מחזיר תשובה, והחישוב של המכונה אינו מסתיים. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +למשל, נוסיף למכונת טיורינג רגילה עוד סרט והפקודה "קרא מן האוב" תתפרש כ-"חשב + את +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + עבור הערך שכתוב בסרט בתא מספר +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +2 +\numeric off +". + מה שחשוב הוא שמ"ט עם אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + ניתנת לתיאור סופי. + לכן בהינתן אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + אפשר לקודד את כל מ"ט עם אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + בדומה לקידוד של מ"ט רגילות. + +\end_layout + +\begin_layout Standard +המושגים: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +מצב של מכונה עם אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +ריצה של מכונה עם אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +ריצה מסתיימת +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $f_{T}^{n}(\bar{x})$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +כולם מוגדרים באופן זהה להגדרה הרגילה. +\end_layout + +\begin_layout Standard +פונקציה +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + תקרא חשיבה עם אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + אם קיימת מ"ט +\begin_inset Formula $T$ +\end_inset + + עם אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $f=f_{T}^{1}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Definition +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +יהיו +\begin_inset Formula $H,G$ +\end_inset + + אובות. + נאמר ש +\begin_inset Formula $H\le_{R}G$ +\end_inset + + אם כל פונקציה חשיבה מ +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +נאמר ש +\begin_inset Formula $H\sim_{R}G$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $H\le_{R}G$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $G\le_{R}H$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +\begin_inset Formula $\sim_{R}$ +\end_inset + + הוא יחס שקילות. +\end_layout + +\begin_layout Proof +צריך להראות רק שאם +\begin_inset Formula $H\le_{R}G\le_{R}F$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $H\le_{R}F$ +\end_inset + +. + נניח ש +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + +. + עלינו להראות ש +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +. + מהנחתנו +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +, אבל אז גם +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +דרגת טיורינג של +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + הינה +\begin_inset Formula $deg(H)=H/_{\sim_{R}}=[H]_{\sim_{R}}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $a,b$ +\end_inset + + דרגות אז נאמר ש +\begin_inset Formula $a\le_{R}b$ +\end_inset + + אם לכל +\begin_inset Formula $H,G$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $deg(H)=a,deg(G)=b$ +\end_inset + + מתקיים +\begin_inset Formula $H\le_{R}G$ +\end_inset + +. + ]הערה: בהגדרה אפשר להחליף "לכל" ב"קיים"[. +\end_layout + +\begin_layout Standard +ברור ש +\begin_inset Formula $\le_{R}$ +\end_inset + + הוא יחס סדר חלקי על הדרגות. + מטרה ראשונה לחקור את המבנה של הקבוצה סדורה חלקית של דרגות טיורינג. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +תכונות בסיסיות של הדרגות: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + חשיבה אז +\begin_inset Formula $deg(F)\le_{R}deg(G)$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +בפרט: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + חשיבות אז +\begin_inset Formula $F\sim_{R}G$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם נסמן +\begin_inset Formula $0=degF$ +\end_inset + + ל +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + חשיבה אז +\begin_inset Formula $0\le_{R}a$ +\end_inset + + לכל דרגה +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $a_{1},...,a_{n}$ +\end_inset + + דרגות כלשהן אז יש להן חסם מלעיל משותף קטן ביותר. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Proof +יהיו +\begin_inset Formula $F_{1},...,F_{n}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $degF_{i}=a_{i}$ +\end_inset + +. + ברור שכל +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + המקיימת +\begin_inset Formula $F_{i}\le_{R}H$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + מחשבת את +\begin_inset Formula $F_{1},...,F_{n}$ +\end_inset + +. + לכן אם נקח בתור אוב את +\begin_inset Formula $\tilde{H}=\{F_{1},...,F_{n}\}$ +\end_inset + + ) +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +-אובות( נקבל ש +\begin_inset Formula $F_{i}\le_{R}\tilde{H}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + ומזערי כזה. + עכשיו פשוט נחליף את +\begin_inset Formula $\tilde{H}$ +\end_inset + + ב- +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + הפועלת באופן הבא: +\begin_inset Formula $H(m)=F_{Pr^{L}(m)}(Pr^{R}(m))$ +\end_inset + +. + +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $\tilde{H}$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $\tilde{H}$ +\end_inset + + היא החסם המבוקש. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +נאמר שסדרת פונקציות +\begin_inset Formula $\{F_{n}\}_{n\in\mathbb{N}}$ +\end_inset + + היא חשיבה מ +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + אם הפונקציה +\begin_inset Formula $F(n,x)=F_{n}(x)$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + +. + ברור שאם +\begin_inset Formula $\{F_{n}\}_{n\in\mathbb{N}}$ +\end_inset + + סדרת פונקציות אז +\begin_inset Formula $\{F_{n}\}_{n\in\mathbb{N}}$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $F(n,x)$ +\end_inset + +. + לכן לכל סדרת פונקציות יש חסם מלעיל. + +\bar under +אזהרה: +\bar default +אבל זה לא נכון שלכל סדרת פונקציות יש חסם עליון. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +נאמר ש +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + נל"ח ב +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + )ונרשום +\begin_inset Formula $H\le_{RE}G$ +\end_inset + +( אם +\begin_inset Formula $Dom(f)=H$ +\end_inset + + לאיזו +\begin_inset Formula $f\le_{R}G$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +בדיוק כמו במקרה של פונקציות חשיבות לכל +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +יש +\begin_inset Formula $H\le_{RE}G$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $H\not\le_{R}G$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +בהינתן +\begin_inset Formula $G(x)$ +\end_inset + + נסמן ב +\begin_inset Formula $G^{*}(e,x)$ +\end_inset + + זו מכונת טיורינג אשר )עם אוב +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +( אשר בהינתן +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + קוד של מ"ט עם אוב +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + וקלט +\begin_inset Formula $x$ +\end_inset + + מחשבת את +\begin_inset Formula $T_{e}(x)$ +\end_inset + +. + ברור ישירות מההגדרה ש: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $H\le_{RE}G$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $H\le_{R}G^{*}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $G^{*}\le_{RE}G$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +מדוע? +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $H\le_{RE}G$ +\end_inset + + אז יש +\begin_inset Formula $f\le_{R}G$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $H=Im(f)$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + שלמה. + אז +\begin_inset Formula $H=Im(G^{*}(e_{f},x))$ +\end_inset + + כאשר על הקוד של +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +. + וברור ש +\begin_inset Formula $G^{*}(e_{f},x)\le_{R}G^{*}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +ברור - כי +\begin_inset Formula $G^{*}$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + ולכן הגרף שלה נל"ח מ +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Definition +אם +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + דרגה ו- +\begin_inset Formula $a=degH$ +\end_inset + + אז הקפיצה של +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + היא +\begin_inset Formula $degH^{*}$ +\end_inset + + ומסומנת +\begin_inset Formula $a^{\prime}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Definition +שאלה: האם זה מוגדר היטב? אם +\begin_inset Formula $H\sim G$ +\end_inset + + האם +\begin_inset Formula $H^{*}\sim G^{*}$ +\end_inset + +? מתקיים: +\begin_inset Formula +\[ +G^{*}\le_{RE}G\underset{H\sim G}{\Rightarrow}G^{*}\le_{RE}H +\] + +\end_inset + + לכן יספיק להראות ש +\begin_inset Formula $G^{*}$ +\end_inset + + נל"ח מירבית מ +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + +. + לפי הטענה הקודמת עבור +\begin_inset Formula $H,H^{*}$ +\end_inset + + יוצא ש +\begin_inset Formula $G^{*}\le_{R}H^{*}$ +\end_inset + +. + מסימטריה בין +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + +ו- +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + גם +\begin_inset Formula $H^{*}\le_{R}G^{*}$ +\end_inset + + ולכן זה מוגדר היטב. +\end_layout + +\begin_layout Definition + +\bar under +שאלה +\bar default +: האם קיימת דרגה +\begin_inset Formula $0<a$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $a^{\prime}=0^{\prime}$ +\end_inset + +? תשובה: כן! +\end_layout + +\begin_layout Section +תורת רקורסיה - המשך +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תזכורת +\bar default +: אם +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + פונקציות )מהטבעיים לטבעיים( אז +\begin_inset Formula $F\le_{R}G$ +\end_inset + + אם כל פונקציה חשיבה מ +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. + +\begin_inset Formula $F\sim_{R}G$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $F\le_{R}G$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $G\le_{R}F$ +\end_inset + +. + כמו כן נסמן +\begin_inset Formula $F/_{\sim}=degF$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +אם +\begin_inset Formula $a,b$ +\end_inset + + דרגות אז +\begin_inset Formula $a\le b$ +\end_inset + + אם קיימות פונקציות +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $degF=a,degG=b$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $F\le_{R}G$ +\end_inset + +. + אמרנו: אפשר להחליף את "קיימות +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + +" ב"לכל +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + +". +\end_layout + +\begin_layout Standard +מתי נאמר ש +\begin_inset Formula $F\le_{RE}G$ +\end_inset + +? אם +\begin_inset Formula $a,b$ +\end_inset + + דרגות אז נגדיר +\begin_inset Formula $a\le_{RE}b$ +\end_inset + + בדיוק אם קיימות +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $degF=a,degG=b$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $F\le_{RE}G$ +\end_inset + +. + +\bar under +תרגיל +\bar default +: +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + חשיבה ב +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + אם ורק אם +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + נל"ח מ +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $\mathbb{N}\backslash A$ +\end_inset + + נל"ח מ +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +אם +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + פונקציה כלשהי אז +\begin_inset Formula $H^{*}$ +\end_inset + + היא הפונקציה המתאימה למכונת טיורינג אוניברסלית עם אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + +. + באופן פורמלי: +\begin_inset Formula $H^{*}$ +\end_inset + + היא הפונקציה המציינת של הקבוצה: +\begin_inset Formula +\[ +\{\left\langle e,n\right\rangle :e\, is\, a\, code\, for\, machine\, H\, and\, T_{e}(n)\, halts\} +\] + +\end_inset + +ישירות מן ההגדרה נובע שאם +\begin_inset Formula $G\le_{RE}H$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $degG\le degH^{*}$ +\end_inset + +. + +\bar under +כמסקנה +\bar default +: אם נגדיר לדרגה +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + את הדרגה +\begin_inset Formula $a^{\prime}$ +\end_inset + + ע"י +\begin_inset Formula $a^{\prime}=degH^{*}$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + כלשהי כך ש +\begin_inset Formula $a=degH$ +\end_inset + + אז: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $a^{\prime}$ +\end_inset + + מוגדר היטב +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $a^{\prime}$ +\end_inset + + הוא הדרגה המירבית מעל +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + שהיא נל"ח ב +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + +. + במילים אחרות, אם +\begin_inset Formula $a\le b$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $b\le_{RE}a$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $b\le a^{\prime}$ +\end_inset + +. + מדוע? אם +\begin_inset Formula $b\le_{RE}a$ +\end_inset + + אז לפי הגדרה יש +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $degG=b$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $G\le_{RE}H$ +\end_inset + +. + לכן +\begin_inset Formula $degG\le degH^{*}\overset{def}{=}a^{\prime}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +ראינו: אם +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + חשיבות אז +\begin_inset Formula $F\sim G$ +\end_inset + + וסימנו +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\begin_inset Formula $degF=0$ +\end_inset + +: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $0\le a$ +\end_inset + + לכל דרגה +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם +\begin_inset Formula $a,b$ +\end_inset + + דרגות אז יש דרגה +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + חסם מלעיל קטן ביותר ל +\begin_inset Formula $a,b$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +לכל סדרה +\begin_inset Formula $F(y,x):=\{F_{n}\}_{n=1}^{\infty}$ +\end_inset + + יש חסם מלעיל )שהוא פשוט +\begin_inset Formula $F(y,x)$ +\end_inset + +( אבל אין חסם עליון. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +תרגיל +\bar default +: אם +\begin_inset Formula $a,b$ +\end_inset + + דרגות אז +\begin_inset Formula $a<a^{\prime}$ +\end_inset + + )ללא שיוויון( ואם +\begin_inset Formula $a\le b$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $a^{\prime}\le b^{\prime}$ +\end_inset + +. + אבל בהמשך נראה שיש +\begin_inset Formula $a<b$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $a^{\prime}=b^{\prime}$ +\end_inset + + . +\end_layout + +\begin_layout Theorem +קיימות דרגות +\begin_inset Formula $a,b\le0^{\prime}$ +\end_inset + + שאינן ניתנות להשוואה. + +\end_layout + +\begin_layout Corollary +קיימת דרגה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit + +\begin_inset Formula $0<a<0^{\prime}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Proof +לפי המשפט יש +\begin_inset Formula $a,b\le0^{\prime}$ +\end_inset + + שאינן ניתנות להשוואה. + אז +\begin_inset Formula $a,b\not=0^{\prime}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $a,b\not=0$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +שאלה מרכזית: )הבעיה של +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +\lang english +Post +\lang hebrew +( האם קיימת +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + כנ"ל שהיא נל"ח? +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +אבחנה: +\bar default + נניח ש +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + חשיבה עם אוב +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + +. + אז לכל +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + יש +\begin_inset Formula $\sigma\subseteq H$ +\end_inset + + פונקציה סופית )ז"א תחום של +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + סופי( כך ש +\begin_inset Formula $f(n)$ +\end_inset + + ניתן לחישוב מ +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +)למשפט( נשים לב שגם אם האוב +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + אינו ידוע לנו עדיין ניתן לרשום את כל הקודים של מכונת טיורינג עם אוב +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +. + בתור התחלה נבנה שתי פונקציות +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $G\not\le_{R}F$ +\end_inset + + וגם +\begin_inset Formula $F\not\le_{R}G$ +\end_inset + +. + כדי למלא את הדרישה הזו עלינו לקיים שני אוספים של תנאים: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +)e +\numeric on +1 +\numeric off +( מ"ט עם אוב +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + שהקוד שלה הוא +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + אינה מחשבת את +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +)e +\numeric on +2 +\numeric off +( מ"ט עם אוב +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + שהקוד שלה הוא +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + אינה מחשבת +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +אז תהי +\begin_inset Formula $\{e_{i}\}_{i=1}^{\infty}$ +\end_inset + + מניה חשיבה של התנאים הנ"ל. + נבנה באופן אינדוקטיבי פונקציות סופיות +\begin_inset Formula $F_{i},G_{i}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $F_{i}\subseteq F_{i+1},G_{i}\subseteq G_{i+1}$ +\end_inset + + ג לכל +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + ואם +\begin_inset Formula $e_{i}$ +\end_inset + + היא תנאי מסוג +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\numeric off +, למשל אז +\begin_inset Formula $F_{i+1}$ +\end_inset + + תבטיח שהפונקציה המחושבת ע"י המכונה +\begin_inset Formula $e_{i}$ +\end_inset + + עם האוב +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + לא תחשב את +\begin_inset Formula $F_{i+1}$ +\end_inset + +. + במילים אחרות המכונה +\begin_inset Formula $e_{i}$ +\end_inset + + עם האוב +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + על קלט מסויים +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + אז תתן ערך ששונה מ +\begin_inset Formula $F_{i+1}(n)$ +\end_inset + +. + נניח שהגדרנו +\begin_inset Formula $F_{i},G_{i}$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $F_{i-1}\subseteq F_{i}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $G_{i-1}=G_{i}$ +\end_inset + + ונניח שבה"כ +\begin_inset Formula $e_{i}$ +\end_inset + + הוא תנאי מסוג +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +1 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +)התפקידים של +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + סימטריים לחלוטין בהוכחה(. + יהי +\begin_inset Formula $n_{i}\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + הקטן ביותר כך ש +\begin_inset Formula $n_{i}\not\in dom(F_{i})$ +\end_inset + +. + נבחים בין שני מקרים: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +מקרה א' - קיימת פונקציה סופית +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + כך ש: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + מתיישבת עם +\begin_inset Formula $G_{i}$ +\end_inset + + )כלומר אם +\begin_inset Formula $x\in dom(\sigma)\cap dom(G_{i})$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $\sigma(x)=G_{i}(x)$ +\end_inset + +( +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +מ"ט +\begin_inset Formula $e_{i}$ +\end_inset + + עם אוב +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + עוצרת על הקלט +\begin_inset Formula $n_{i}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +במקרה זה, נגדיר +\begin_inset Formula $G_{i}\subseteq G_{i+1}$ +\end_inset + + עם +\begin_inset Formula $G_{i+1}=G_{i}\cup\sigma$ +\end_inset + +. + בגלל הנחה ) +\numeric on +1 +\numeric off +( - זוהי פונקציה. + נגדיר +\begin_inset Formula $T_{e_{i}}^{\sigma}(n_{i})+1=F_{i+1}(n_{i})$ +\end_inset + + )כאשר +\begin_inset Formula $T_{e_{i}}^{\sigma}$ +\end_inset + + הוא הערך שמ"ט +\begin_inset Formula $e_{i}$ +\end_inset + + עם אוב +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + מחזירה עבור +\begin_inset Formula $n_{i}$ +\end_inset + +( וזה מוגדר בגלל הנחה ) +\numeric on +2 +\numeric off +(. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +מקרה ב' - לא מקרה א'. + אז נגדיר +\begin_inset Formula $G_{i+1}=G_{i},F_{i+1}(n_{i})=0$ +\end_inset + +. + עתה נגדיר +\begin_inset Formula ${\displaystyle F=\bigcup_{i=1}^{\infty}F_{i},G=\bigcup_{i=1}^{\infty}G_{i}}$ +\end_inset + +. + נראה ש +\begin_inset Formula $F\not\le_{R}G$ +\end_inset + + )המקרה השני סימטרי לחלוטין(. + תהי +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + מ"ט כלשהי עם אוב +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + +. + נראה ש +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + אינה מחשבת את +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +. + לשם כך יספיק למצוא +\begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כלשהו כך ש +\begin_inset Formula $F(n)\not=T_{e}^{G}(n)$ +\end_inset + + ]נשים לב ש +\begin_inset Formula $F(n)$ +\end_inset + + מוגדרת לכל +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +, פשוט משום שהבניה מבטיחה שנטפל בבניה של +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + אינסוף פעמים ובכל פעם אנחנו מגדירים את +\begin_inset Formula $F_{i+1}(n_{i})$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $n_{i}$ +\end_inset + + קטן ביותר עבורו הפונקציה טרם הוגדרה. + לכן בהכרח +\begin_inset Formula $dom(F)=\mathbb{N}$ +\end_inset + +[. + בפרט, אם +\begin_inset Formula $T_{e}^{G}(n)$ +\end_inset + + לא עוצרת, נקבל את הדרישה. +\end_layout + +\begin_layout Standard +יש שלב +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + שבו טיפלנו במכונה +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + +. + יש שתי אפשרויות. + אם היינו במקרה ב' אז +\begin_inset Formula $T_{e_{i}}^{G}(n_{i})$ +\end_inset + + אינה עוצרת. + אילו הייתה עוצרת, לפי האבחנה שרשמנו היה +\begin_inset Formula $\sigma\subseteq G$ +\end_inset + + סופי כך ש +\begin_inset Formula $T_{e_{i}}^{\sigma}(n_{i})$ +\end_inset + + עוצרת, ומכיוון של +\begin_inset Formula $G_{i}$ +\end_inset + + ול +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + הרחבה משותפת +\begin_inset Formula $G$ +\end_inset + + הן מתיישבות בסתירה להנחה שאנחנו במקרה ב'. + אם היינו במקרה א' אז יש +\begin_inset Formula $\sigma_{i}\subseteq G$ +\end_inset + + סופית )שהיא זאת שמופיעה בבניה בשלב ה +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + +( כך ש +\begin_inset Formula $F(n)=F_{i+1}(n_{i})=T_{e_{i}}^{\sigma}(n_{i})+1\not=T_{e_{i}}^{\sigma}(n_{i})=T_{e_{i}}^{G}(n_{i})$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Corollary +\begin_inset Formula $degG$ +\end_inset + + אינו ניתן להשוואה עם +\begin_inset Formula $degF$ +\end_inset + +. + נותר להראות +\begin_inset Formula $degF\le0^{\prime}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +תורת רקורסיה - המשך +\end_layout + +\begin_layout Standard +התחלנו להוכיח: קיימות דרגות +\begin_inset Formula $0\le a,b\le0^{\prime}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $a,b$ +\end_inset + + אינן ניתנות להשוואה ונסמן +\begin_inset Formula $a|b$ +\end_inset + +. + בנינו שתי פונקציות +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $F\not\le_{R}G$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $G\not\le_{R}F$ +\end_inset + +. + נותר לבדוק ש- +\begin_inset Formula $degF,degG\le0^{\prime}$ +\end_inset + +. + כדי להבטיח שהפונקציות בלתי ניתנות להשוואה היה צריך להגשים שני סוגי תנאים: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +)e +\numeric on +1 +\numeric off +( +\begin_inset Formula $F\not=f_{T_{e}^{G}}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +)e +\numeric on +2 +\numeric off +( +\begin_inset Formula $G\not=f_{T_{e}^{F}}$ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Lemma +)למת השימוש( תהי +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + מ"ט ו- +\begin_inset Formula $H,G$ +\end_inset + + אובות. + נניח שבריצה של +\begin_inset Formula $T_{e}^{H}(n)$ +\end_inset + + הפניות לאורקל +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + מבקשות בדיוק את הערכים +\begin_inset Formula $H(r_{1}),...,H(r_{k})$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $k\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + ונניח ש- +\begin_inset Formula $G(r_{i})=H(r_{i})$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $1\le i\le k$ +\end_inset + +. + אז +\begin_inset Formula $T_{e}^{H}(n)=T_{e}^{G}(n)$ +\end_inset + +. + בפרט: אם +\begin_inset Formula $T_{e}^{H}(n)$ +\end_inset + + עוצרת אז יש +\begin_inset Formula $\sigma\subseteq H$ +\end_inset + + סופית כך ש- +\begin_inset Formula $T_{e}^{H}(n)=T_{e}^{\sigma}(n)$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Lemma +כדי לבנות את +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + מספרנו את התנאים +\begin_inset Formula $\{e_{i}\}_{i=0}^{\infty}$ +\end_inset + + בצורה חשיבה. + אם בשלב +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + עלינו לטפל בתנאי מסוג e +\numeric on +1 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + אז נבחר +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + להיות הראשון שאינו ב +\begin_inset Formula $domF_{n}$ +\end_inset + + ונבחין בין שני מקרים. + +\end_layout + +\begin_layout Enumerate + +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none +מקרה א' - אם קיימת +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + סופית כך ש: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + מתיישבת עם +\begin_inset Formula $G_{n}$ +\end_inset + + ו- +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +\begin_inset Formula $T_{e}^{\sigma}(k)$ +\end_inset + + עוצרת +\end_layout + +\begin_layout Standard +אז נגדיר +\begin_inset Formula $G_{n+1}=G_{n}\cup\sigma$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $F_{n+1}=F_{n}\cup\{(k,\sigma\}$ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula $r=f_{T_{e}^{\sigma}}(k)+1$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +מקרה ב' - אחרת )כלומר, אין +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + כנ"ל( נגדיר +\begin_inset Formula $F_{n+1}(k)=0,G_{n+1}=G_{n}$ +\end_inset + +. + אז ראינו ש- +\begin_inset Formula $F\not\le_{R}G$ +\end_inset + +ו- +\begin_inset Formula $G\not\le_{R}F$ +\end_inset + + כאשר +\begin_inset Formula ${\displaystyle F=\bigcup_{i=0}^{\infty}F_{i}}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula ${\displaystyle G=\bigcup_{i=0}^{\infty}G_{i}}$ +\end_inset + +. + נותר לבדוק ש- +\begin_inset Formula $degG,degF\le0^{\prime}$ +\end_inset + +. + כלומר עלינו להראות שיש אוב נל"ח שממנו +\begin_inset Formula $F,G$ +\end_inset + + חשיבות. + משיקולי סימטריה יספיק לבדוק שזה נכון עבור +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +נגדיר פונקציה +\begin_inset Formula $s:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + שהיא הבניה: כלומר +\begin_inset Formula $s(n)$ +\end_inset + + מחזיר לנו קוד עבור +\begin_inset Formula $\left\langle F_{n},G_{n},e_{n}\right\rangle $ +\end_inset + +. + יספיק לוודא ש- +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + חשיבה מאיזה אוב נל"ח. + נניח שאנחנו יודעים את +\begin_inset Formula $s(n)$ +\end_inset + + ואנחנו רוצים לחשב את +\begin_inset Formula $s(n+1)$ +\end_inset + +. + ב.ה.כ השלב +\begin_inset Formula $e_{n+1}$ +\end_inset + + הוא מסוג e +\numeric on +1 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +. + דבר ראשון +\begin_inset Formula $s$ +\end_inset + + צריכה להכריע אם אנחנו במקרה א' או מקרה ב'. + ז"א עלינו לדעת להכריע אם קיימת +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + שמתיישבת עם +\begin_inset Formula $G_{n}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $T_{e+1}^{\sigma}(k)$ +\end_inset + + עוצרת )מיהו +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + ידוע מ +\begin_inset Formula $s(n)$ +\end_inset + +(. + דבר ראשון נשים לב שהתנאי בתוך הסוגריים הוא נל"ח ]ב +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + +, אבל מכיוון ש +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + סופית אז היא ממש נל"ח[. + אבל לכל יחס נל"ח +\begin_inset Formula $A(\bar{x},\bar{y})$ +\end_inset + + אז גם +\begin_inset Formula $(\exists x)A(\bar{x},\bar{y})$ +\end_inset + + נל"ח. + לכן ההכרעה האם אנחנו במקרה א' או במקרה ב' חשיבה מאוב נל"ח. + אם נחנו במקרה ב' - אין בעיה, הכל חשיב. + אם אנחנו במקרה א' - עלינו למצוא את +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + +. + זה שוב דבר שהוא חשיב באופן כללי, כי אם +\begin_inset Formula $A(\bar{x},\bar{y})$ +\end_inset + + נל"ח ו- +\begin_inset Formula $\bar{y}$ +\end_inset + + כזה ש- +\begin_inset Formula $(\exists x)A(\bar{x},\bar{y})$ +\end_inset + + אז יש פונקציה חשיבה שמחזירה +\begin_inset Formula $\bar{x}$ +\end_inset + + שמעיד על כך. + לכן בסה"כ +\begin_inset Formula $s(n+1)$ +\end_inset + + חשיבה מ +\begin_inset Formula $s(n)$ +\end_inset + + בעזרת האוב הנל"ח +\begin_inset Formula $(\exists\sigma)(...)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +קיימת +\begin_inset Formula $0<a<0^{\prime}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Corollary +אותה הוכחה בדיוק תראה: לכל דרגה +\begin_inset Formula $c$ +\end_inset + + קיימת דרגה +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + כך ש +\begin_inset Formula $c<a<c^{\prime}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Corollary +האם אפשר למצוא +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + כמו במסקנה שהיא נל"ח? תשובה: כן. + ואפשר אפילו לדרוש ש- +\begin_inset Formula $a^{\prime}=0^{\prime}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Theorem +קיימת דרגת טיורינג נל"ח +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $a\not=0$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $a^{\prime}=0^{\prime}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +)רעיון( נבנה קבוצה +\begin_inset Formula $A\subseteq\mathbb{N}$ +\end_inset + + באינדוקציה. + בכל שלב +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + נוסיף לקבוצה שבנינו בשלבים הקודמים מספר של איברים. + הבניה תהיה כזו שלגבי כל איבר שהכנסנו ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + אנחנו מתחייבים שהוא יישאר ב- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +. + אבל באופן כללי בשום שלב סופי לא נתחייב לגבי שום מספר טבעי שהוא לא ייכנס + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + מתישהו בעתיד. + לפי מה אנחנו מחליטים האם להכניס איבר ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + או לא )שזה דבר שלא יקרה(? כדי להבטיח את התנאים נרצה לוודא שהקבוצה +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + שאנחנו בונים אינה חשיבה. + לכן נרצה להבטיח ש- +\begin_inset Formula $\chi_{A}$ +\end_inset + + שונה מ +\begin_inset Formula $\chi_{E}$ +\end_inset + + לכל קבוצה חשיבה +\begin_inset Formula $E$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +הצרה היא שאנחנו לא יכולים להתמקד בפונקציות מציינות של קבוצות חשיבות. + צריך לעבור על כל הפונקציות החשיבות - ובכלל זה אלו שאינן שלמות. + מתי נכניס איבר +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +? לכל מ"ט +\begin_inset Formula $T_{e}$ +\end_inset + + נתאים מספר טבעי +\begin_inset Formula $k(e)$ +\end_inset + + ונריץ את +\begin_inset Formula $T_{e}(k(e))$ +\end_inset + +. + אם נקבל +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +0 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +עולה החשד ש +\begin_inset Formula $T_{e}$ +\end_inset + + פונקציה מציינת של איזו קבוצה ו- +\begin_inset Formula $T_{e}$ +\end_inset + + חושבת ש- +\begin_inset Formula $k(e)$ +\end_inset + + לא בקבוצה. + ליתר בטחון, נכניס את +\begin_inset Formula $k(e)$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + וזה יבטיח ש +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + שונה מהקבוצה ש- +\begin_inset Formula $T_{e}$ +\end_inset + + )אולי( מקודדת. + הקושי העיקרי - כיצד נדע אם +\begin_inset Formula $T_{e}(k(e))$ +\end_inset + + אי פעם תעצור? +\end_layout + +\begin_layout Proof +כדי להבטיח ש- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + שנבנה תהיה נל"ח נרצה לוודא שהבניה שאנחנו מנהלים היא חשיבה. + לכן שאלות מהסוג "האם +\begin_inset Formula $T_{e}(k(e))$ +\end_inset + + עוצרת" אינן באות בחשבון. + מה הפתרון? נשים לב שאם +\begin_inset Formula $T_{e}(k(e))$ +\end_inset + + אינה עוצרת ומחזירה +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +0 +\numeric off +, לא יקרה שום דבר רע אם אף פעם לא נחליט להכניס את +\begin_inset Formula $k(e)$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + כי בסוף פשוט +\begin_inset Formula $k(e)$ +\end_inset + + לא יהיה ב +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + ואנחנו בסדר. + השאלה היא איך לא לתקוע את הבניה אם +\begin_inset Formula $T_{e}(k(e))$ +\end_inset + + לא עוצרת. + כמו תמיד, נדאג לחזור ל +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + אינסוף פעמים ובכל פעם לבצע מספר חסום )אבל עולה לאינסוף( של צעדים. + אם אי פעם +\begin_inset Formula $T_{e}(k(e))$ +\end_inset + + תעצור נדע אם עצרה על +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +0 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +או לא - אם כן נכניס את +\begin_inset Formula $k(e)$ +\end_inset + + ואם לא - לא נעשה כלום. + בדיוק כמו במקרה שבו +\begin_inset Formula $T_{e}(k(e))$ +\end_inset + + בכלל לא עוצרת. +\end_layout + +\begin_layout Proof +הדרישה השניה, ש- +\begin_inset Formula $(degA)^{\prime}=0^{\prime}$ +\end_inset + + מצריכה אותנו לטפל בעוד משפחה של תנאים: +\begin_inset Formula $(2_{e,k})$ +\end_inset + +- צריך להחליט האם +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)$ +\end_inset + + עוצרת או לא. + נניח שרוצים לטפל בתנאים אלה. + רוצים לדעת האם +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)$ +\end_inset + + עוצרת או לא. + אבל איפה +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + ואיפה אנחנו?? )אליבא ד'חסון(. + בשלב סופי התחייבנו רק לגבי מספר סופי של +\begin_inset Formula $A_{i}$ +\end_inset + + שהם ב +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +. + ננסה לחשב את +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)$ +\end_inset + + - את זה גם כן אי אפשר לחשב. + את זה נפתור כמו קודם. + נטפל בתנאי +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + אינסוף פעמים וכל פעם נריץ את המכונה עוד קצת. + כל זה יעזור בכלל במשהו אם בסוף, לגבי כל +\begin_inset Formula $r$ +\end_inset + + שעליו +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)$ +\end_inset + + שאלה האם +\begin_inset Formula $r\in A_{i}$ +\end_inset + + נקבל בדיוק את אותה התשובה גם ב +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + )או לחלופין בכל שלב בעתיד בו נחזור לטפל ב +\begin_inset Formula $(2_{e,k})$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +המכונה שואלת את האוב +\begin_inset Formula $A_{i}$ +\end_inset + + שאלות מהצורה "האם +\begin_inset Formula $r\in A_{i}$ +\end_inset + +?" או "האם +\begin_inset Formula $r\not\in A_{i}$ +\end_inset + +?". + מהבניה - אם +\begin_inset Formula $T_{e}^{A_{i}}$ +\end_inset + + שאלה "האם +\begin_inset Formula $r\in A_{i}$ +\end_inset + +?" וקיבלה תשובה חיובית אז היא תמיד תקבל תשובה חיובית לכל +\begin_inset Formula $A_{j}$ +\end_inset + + עם +\begin_inset Formula $i\le j$ +\end_inset + +. + לכן התשובות היחידות שיכולות להשתנות הן תשובות ש +\begin_inset Formula $A_{i}$ +\end_inset + + חושב ש +\begin_inset Formula $r\not\in A_{i}$ +\end_inset + +. + ל +\begin_inset Formula $r$ +\end_inset + + יש שימוש שלילי בריצה של +\begin_inset Formula $T_{e}^{A_{i}}$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $T_{e}^{A_{i}}$ +\end_inset + + פונה לאוב בשאלה "האם +\begin_inset Formula $r\in A_{i}$ +\end_inset + +?" ומקבלת תשובה +\begin_inset Formula $r\not\in A_{i}$ +\end_inset + +. + לכל חישוב של ריצה עבור +\begin_inset Formula $T_{e}^{A_{i}}$ +\end_inset + + ]במילים אחרות, לכל טיפול בתנאי +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + +[ נצוות רשימה +\begin_inset Formula $N_{e,k}$ +\end_inset + + של כל ה +\begin_inset Formula $r\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + בהם נעשה שימוש שלילי בזמן הריצה. +\end_layout + +\begin_layout Proof +כל עוד +\begin_inset Formula $N_{e,k}\wedge A_{j}=\emptyset$ +\end_inset + + - אנחנו בסדר. + מה שנרצה הוא להשתדל שלא להכניס איברים מ- +\begin_inset Formula $N_{e,k}$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +. + אבל מה נעשה אם פתאום תנאי מסוג +\begin_inset Formula $1$ +\end_inset + + מחליט שהוא רוצה להכניס ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + איבר ששייך לאיזה +\begin_inset Formula $N_{e,k}$ +\end_inset + +? נחליט על סדר קדימויות. + נמספר את כל התנאים שלנו )כמו בהוכחת המשפט הקודם( ונרשה לתנאי מסוג +\begin_inset Formula $1_{e}$ +\end_inset + + לפצוע קבוצה מסוג +\begin_inset Formula $N_{e,k}$ +\end_inset + + רק אם המספר הסידורי של +\begin_inset Formula $1_{e}$ +\end_inset + + קטן מזה של +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Section +תורת רקורסיה - המשך +\end_layout + +\begin_layout Standard +)המשך רעיון ההוכחה משיעור שעבר( +\end_layout + +\begin_layout Itemize +תהי +\begin_inset Formula $\{e_{i}\}_{i=0}^{\infty}$ +\end_inset + + רשימה של כל התנאים +\begin_inset Formula $1_{e},2_{e,k}$ +\end_inset + + כך שכל תנאי מופיע אינסוף פעמים. + אין בעיה לייצר רשימה כזו באופן חשיב. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +נבחר פעם אחת ולתמיד חלוקה של +\begin_inset Formula $\mathbb{N}$ +\end_inset + + לאינסוף קבוצות אינסופיות זרות. + גם את זה אפשר לעשות באופן חשיב. + ]למשל +\begin_inset Formula $a\in A_{n}$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $n=Pr^{L}(a)$ +\end_inset + + - שיטת האלכסון של קושי[. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +ראשית, נתאר בהינתן תנאי מהצורה +\begin_inset Formula $1_{e}$ +\end_inset + + כיצד נבחר +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + שעבורו ננסה לחשב את +\begin_inset Formula $T_{e}(k)$ +\end_inset + +. + אם +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + + היא המכונה ה- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +-ית באיזה מספור )חשיב( של הפונקציות החשיבות אז נבחר את +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + מ- +\begin_inset Formula $A_{n}$ +\end_inset + + . + שנית, נדרוש ש- +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + מספיק גדול כך שאינו מופיע בשום +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + - הכרזה שהתקבלה עד כה בבניה. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +עכשיו נתאר את השלב ה- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + בבניה: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize + +\bar under +מקרה א' +\bar default + - השלב ה- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + הוא מהצורה +\begin_inset Formula $1_{ei}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Enumerate +כבר הכנסנו מספר מ- +\begin_inset Formula $R_{i}$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + - לא עושים כלום. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אם קיים +\begin_inset Formula $k\in R_{i}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $k<n$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $T_{ei}(k)=0$ +\end_inset + +, מתקבל אחרי פחות מ- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + צעדים. + בנוסף +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + לא שייך לשום +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + - הכרזה שמספרה הסידורי קטן ממספור הסידורי של +\begin_inset Formula $1_{ei}$ +\end_inset + +. + ]ברקע יש לנו מספור חשיב של כל הדרישות שלנו, למשל המספור הסידורי של הדרישה + +\begin_inset Formula $c_{i}$ +\end_inset + + - במספור שקבענו בהתחלה - יכול להיות האינדקס הראשון +\begin_inset Formula $i_{0}$ +\end_inset + + כך שהתנאי ב- +\begin_inset Formula $c_{i}$ +\end_inset + + שווה לתנאי ב- +\begin_inset Formula $c_{i_{0}}$ +\end_inset + +[. + במקרה הזה - נכניס את +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + וכמובן ש"נפצע" )נסמן( כל +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + - הכרזה שהמספר הסידורי שלה גדול מזה של +\begin_inset Formula $1_{ei}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + שייך להכרזה. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +אחרת - לא נעשה כלום. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize + +\bar under +מקרה ב' +\bar default + - אם +\begin_inset Formula $T_{e}^{A_{n-1}}(k)$ +\end_inset + + )כאשר +\begin_inset Formula $A_{n-1}$ +\end_inset + + הקבוצה שחיברנו עד כה( עוצרת אחרי +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + צעדים, אז נגיש +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + - הכרזה שמתאימה לחישוב. + ]כלומר מכינים הכרזה ובה כל המספרים +\begin_inset Formula $l\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך שבמהלך החישוב +\begin_inset Formula $T_{e}^{A_{n-1}}(k)$ +\end_inset + + פנתה לאוב ושאלה "האם +\begin_inset Formula $l\in A_{n-1}$ +\end_inset + +" וקיבלה תשובה שלילית[. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Claim +הקבוצה +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + שנקבל בסוף הבניה עונה על כל התנאים +\begin_inset Formula $1_{e},2_{e,k}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +נניח שיש לנו תנאי +\begin_inset Formula $1_{e_{i}}$ +\end_inset + +. + אם בשלב כלשהו הכנסו ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + מספר +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + מ- +\begin_inset Formula $R_{i}$ +\end_inset + + זה אומר שמצאנו ש- +\begin_inset Formula $T_{e_{i}}(k)=0$ +\end_inset + + והכנסנו את +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + ולכן +\begin_inset Formula $\chi_{A}(k)=1$ +\end_inset + + ואנחנו בסדר. +\end_layout + +\begin_layout Proof +אז נניח שאין +\begin_inset Formula $k\in R_{i}$ +\end_inset + + שהוכנס ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +. + נבחר +\begin_inset Formula $k\in R_{i}$ +\end_inset + + גדול מספיק כדי ש- +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + אינו מופיע באף +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + - הכרזה עם אינדקס קטן מהאינדקס של +\begin_inset Formula $1_{ei}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +מדוע יש +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + כזה? נשים לב שאם +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + הוא האינדקס של +\begin_inset Formula $2_{e,l}$ +\end_inset + + אז כל תנאי עם אינדקס +\begin_inset Formula $m<n$ +\end_inset + + יכול "לפצוע" הכרזה של +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + לכל היותר פעם אחת. + אם התנאי עם אינדקס +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + פצע הכרזה כלשהי ז"א שהתנאי הכניס איבר כלשהו ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + ולפי ) +\numeric on +1 +\numeric off +( של מקרה א' לעולם לא נחזור לטפל בתנאי עם אינדקס +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +. + בסה"כ את ה- +\begin_inset Formula $2_{e,l}$ +\end_inset + + הכרזות ניתן "לפצוע" לכל היותר +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + פעמים. + לכן יש לכל היותר +\begin_inset Formula $n+1$ +\end_inset + + הכרזות +\begin_inset Formula $2_{e,l}$ +\end_inset + +. + בסה"כ לכל תנאי שהוא יש לכל היותר מספר סופי של הכרזות של תנאים עם אינדקס + קטן יותר. + לכן יש +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + כמו שאנחנו רוצים ועבור +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + כזה לא ייתכן ש- +\begin_inset Formula $T_{e_{i}}(k)=0$ +\end_inset + +. + מדוע? אילו זה היה מתקיים לפי מקרה )א' +\numeric on +2 +\numeric off +( היינו מכניסים את +\begin_inset Formula $k$ +\end_inset + + ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + בסתירה להנחה. + לכן על התנאים +\begin_inset Formula $1_{e}$ +\end_inset + + מתקיימים. +\end_layout + +\begin_layout Proof +מה בקשר לתנאים +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + ? נאמר ש- +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + הכרזה היא קבועה אם היא זרה ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +. + נראה ש- +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)$ +\end_inset + + עוצרת אם ורק אם קיימת +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + הכרזה קבועה. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +אם קיימת +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + הכרזה קבועה ז"א שקיים איזה שלב +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + בבניה שבו +\begin_inset Formula $T_{e}^{A_{n-1}}$ +\end_inset + + עצרה )אחרי +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + צעדים( ויצרה את ההכרזה. + כיוון שההכרזה קבועה, לכל +\begin_inset Formula $r\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $T_{e}^{A_{n-1}}$ +\end_inset + + פנתה לאוב בשאלה "האם +\begin_inset Formula $r\in A_{n-1}$ +\end_inset + +?" האוב +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + יחזיר את אותה התשובה. + לכן לפי עקרון השימוש +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)$ +\end_inset + + עוצרת. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +בכיוון השני אם +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)$ +\end_inset + + עוצרת )נאמר אחרי +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + צעדים( אז לכל +\begin_inset Formula $c_{i}$ +\end_inset + + כך שהתנאי ב- +\begin_inset Formula $c_{i}$ +\end_inset + + הוא +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $i>n$ +\end_inset + +, הבניה במקרה ב' תייצר +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + - הכרזה. + )ובתנאי שבשלב ה- +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + כבר נכנסו ל- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + כל האיברים שבהם נעשה שימוש חיובי בחישוב של +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof +אבל מהדיון הקודם, כל תנאי יכול לייצר לכל היותר מספר סופי של הכרזות. + אז האחרונה מביניהן שהכרח לא תשתנה, ז"א תהיה קבועה. +\end_layout + +\begin_layout Proof +עד עתה: בנינו את +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +, הראנו ש- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + מקיימת את התנאים +\begin_inset Formula $1_{e}$ +\end_inset + + ואת +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + )לפי א' הנ"ל( וברור שהבניה חשיבה. + כיוון ש- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + מקיימת את +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit + +\begin_inset Formula $1_{e}$ +\end_inset + + לכל +\begin_inset Formula $e$ +\end_inset + +, ברור ש- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + אינה חשיבה. + כיוון שהבניה חשיבה, אם נגדיר +\begin_inset Formula $s(n)$ +\end_inset + + להיות הקבוצה +\begin_inset Formula $A_{n}$ +\end_inset + + שהתקבלה בשלב ה- +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + של הבנייה נקבל ש- +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + נל"ח, כי +\begin_inset Formula $s(n)$ +\end_inset + + חשיבה. +\end_layout + +\begin_layout Proof +נותר לוודא ש- +\begin_inset Formula $deg(A^{*})\le0$ +\end_inset + +. + ראינו בתרגיל +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\numeric on +\bar default +\noun default +\color inherit +11 +\family roman +\series medium +\shape up +\size normal +\emph off +\numeric off +\bar no +\noun off +\color none + +\family default +\series default +\shape default +\size default +\emph default +\bar default +\noun default +\color inherit +טענה שאומרת שאם +\begin_inset Formula $A^{*}=dim(B_{i})$ +\end_inset + + עבור +\begin_inset Formula $i\in\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $B_{i}$ +\end_inset + + חשיבה מ +\numeric on +- +\numeric off + +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + אז +\begin_inset Formula $deg(A^{*})\le0^{\prime}$ +\end_inset + +. + נגדיר +\begin_inset Formula $\left\langle e,k\right\rangle \in B_{i}$ +\end_inset + +אם ורק אם בשלב ה- +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + של הבנייה יש +\begin_inset Formula $2_{e,k}$ +\end_inset + + - הכרזה שאיננה פצועה. + כיוון שהבניה חשיבה +\begin_inset Formula $B_{i}$ +\end_inset + + יחס חשיב. + לפי )א( הנ"ל +\begin_inset Formula $T_{e}^{A}(k)(\iff\left\langle e,k\right\rangle \in B_{i})$ +\end_inset + + עוצרת אם ורק אם +\begin_inset Formula $dim\chi_{B_{i}}(\left\langle e,k\right\rangle )=1$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Theorem +לכל דרגה +\begin_inset Formula $0^{\prime}\le a$ +\end_inset + + קיימת דרגה +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $b^{\prime}=0^{\prime}\cup b=a$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\bar under +רעיון ההוכחה +\bar default +: נבחר +\begin_inset Formula $g:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $deg(g)=a$ +\end_inset + +, אפשר לבחור +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + כזו שלמה. + נרצה לבנות +\begin_inset Formula $f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $f^{*}$ +\end_inset + + חשיבה מ- +\begin_inset Formula $0^{\prime}\cup deg(f)$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + חשיבה מ- +\begin_inset Formula $f^{*}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +נרצה להגשים שני סוגים תנאים: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $1_{e,k}$ +\end_inset + + - להחליט האם +\begin_inset Formula $T_{e}^{f}(k)$ +\end_inset + + עוצרת +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Formula $2_{n}$ +\end_inset + + - לוודא ש- +\begin_inset Formula $f(m)=g(n)$ +\end_inset + + לאיזה +\begin_inset Formula $m\in\mathbb{N}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +כרגיל נמספר את התנאים +\begin_inset Formula $\{c_{i}\}$ +\end_inset + +, ובשלב ה- +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + אם אנו בתנאי +\begin_inset Formula $1_{e,k}$ +\end_inset + + ויש +\begin_inset Formula $\sigma:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$ +\end_inset + + סופית שמתיישבת עם +\begin_inset Formula $f_{i-1}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $T_{e}^{\sigma}(k)$ +\end_inset + + עוצרת, נגדיר +\begin_inset Formula $f_{i}=f_{i-1}\cup\sigma$ +\end_inset + + ואחרת נגדיר +\begin_inset Formula $f_{i}=f_{i-1}$ +\end_inset + +. + ואם בשלב ה- +\begin_inset Formula $i$ +\end_inset + + אנו בתנאי +\begin_inset Formula $2_{n}$ +\end_inset + + אז נבחר +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + מזערי כך שאינו בתחום של +\begin_inset Formula $f_{i-1}$ +\end_inset + + ונגדיר +\begin_inset Formula $f_{i}(m)=g(n)$ +\end_inset + +. + לסיכום: יוצא שהבניה חשיבה מ- +\begin_inset Formula $0^{\prime}\cup a=a$ +\end_inset + + וחשיבה גם מ- +\begin_inset Formula $0^{\prime}\cup b$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset space ~ +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Proof +תהי +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + כנ"ל ונמצא פונקציה +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $deg(f)$ +\end_inset + + תענה על הדרישות. +\end_layout + +\begin_layout Proof +\begin_inset Formula $b\cup b^{\prime}\le b^{\prime}$ +\end_inset + + ולכן יספיק למצוא +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $b^{\prime}\le a\le b$ +\end_inset + +. + מזה נבטיח שיש שיוויונות לכל אורך הדרך. + אז צריך למצוא +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $b^{\prime}$ +\end_inset + + חשיבה מ- +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + ומ- +\begin_inset Formula $0^{\prime}$ +\end_inset + +. + +\end_layout + +\begin_layout Proof +כרגיל נמספר את התנאים )כולם ביחד( במספור חשיב +\begin_inset Formula $\{e_{i}\}_{i=0}^{\infty}$ +\end_inset + + ונניח שלכל +\begin_inset Formula $i\le n$ +\end_inset + + בנינו פונקציה +\begin_inset Formula $f_{i}$ +\end_inset + + )עם תחום סופי( כך ש- +\begin_inset Formula $f_{i}\subseteq f_{j}$ +\end_inset + + אם +\begin_inset Formula $i\le j$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Proof + +\bar under +בניית +\begin_inset Formula $f_{n+1}$ +\end_inset + +: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $e_{n+1}$ +\end_inset + + הוא תנאי מסוג +\begin_inset Formula $1_{e,k}$ +\end_inset + +: נבדוק האם יש +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + סופית שמתיישבת עם +\begin_inset Formula $f_{n}$ +\end_inset + + כך ש- +\begin_inset Formula $T_{e}^{\sigma}(k)$ +\end_inset + + עוצרת. + אם כן, נגדיר +\begin_inset Formula $f_{n+1}=f_{n}\cup\sigma$ +\end_inset + + אחרת נגדיר +\begin_inset Formula $f_{n+1}=f_{n}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם +\begin_inset Formula $e_{n+1}$ +\end_inset + + הוא תנאי מסוג +\begin_inset Formula $2_{k}$ +\end_inset + + אז נמצא +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + מזערי שאיננו בתחום של +\begin_inset Formula $f_{n}$ +\end_inset + + ונגדיר +\begin_inset Formula $f_{n+1}=f_{n}\cup\left\langle m,g(k)\right\rangle $ +\end_inset + +. + נגדיר +\begin_inset Formula $f={\displaystyle \bigcup_{i=0}^{\infty}}f_{i}$ +\end_inset + + ואז +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + פונקציה שלמה. +\end_layout + +\begin_layout Standard +כדי לממש את הבניה: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם אנחנו בתנאי +\begin_inset Formula $1_{e,k}$ +\end_inset + + צריך לדעת האם קיים +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + כזה. + כדי לענות על השאלה הזו אנו יכולים מ- +\begin_inset Formula $0^{\prime}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +אם אנחנו בתנאי מסוג +\begin_inset Formula $2_{k}$ +\end_inset + +, אין בעיה למצוא את +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + +. + כל מה שצריך זה לחשב את +\begin_inset Formula $g(k)$ +\end_inset + + ואת זה אפשר לעשות מ- +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +נשאר להראות כי את +\begin_inset Formula $b^{\prime}$ +\end_inset + + ניתן לחשב מ- +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + ומ- +\begin_inset Formula $0^{\prime}$ +\end_inset + + אבל +\begin_inset Formula $b^{\prime}=deg(f^{*})$ +\end_inset + + ו- +\begin_inset Formula $f^{*}$ +\end_inset + + זהו האוב שעונה לכל שאלה מהצורה "האם +\begin_inset Formula $T_{e}^{f}(k)$ +\end_inset + + עוצרת?". + ראשית אם אנו יודעים את הבניה של +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + אז אנו יודעים לענות על כל השאלות מהצורה הנ"ל. + אבל הבניה חשיבה גם מ- +\begin_inset Formula $0^{\prime}$ +\end_inset + + וגם מ- +\begin_inset Formula $b^{\prime}$ +\end_inset + + )ביחד( ולכן +\begin_inset Formula $b^{\prime}\le b\cup0^{\prime}$ +\end_inset + + כנדרש. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Corollary +הפונקציה +\begin_inset Formula $a\rightarrow a^{\prime}$ +\end_inset + + איננה חח"ע. +\end_layout + +\end_body +\end_document diff --git a/notes.pdf b/notes.pdf Binary files differnew file mode 100644 index 0000000..970b073 --- /dev/null +++ b/notes.pdf diff --git a/notes.tex b/notes.tex new file mode 100644 index 0000000..695f74c --- /dev/null +++ b/notes.tex @@ -0,0 +1,3143 @@ +%% LyX 2.1.1 created this file. For more info, see http://www.lyx.org/. +%% Do not edit unless you really know what you are doing. +\documentclass[english,hebrew]{article} +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage[latin9,cp1255]{inputenc} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{amssymb} +\PassOptionsToPackage{normalem}{ulem} +\usepackage{ulem} + +\makeatletter + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% LyX specific LaTeX commands. +%% Because html converters don't know tabularnewline +\providecommand{\tabularnewline}{\\} + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Textclass specific LaTeX commands. +\usepackage{theorem} +\theorembodyfont{\upshape} +\newtheorem{theorem}{\R{}}[section] +\AtBeginDocument{\make@lr\thetheorem} + +% The following chunk fixes export with XeTeX. +% It is needed because polyglossia is used by default +% and \make@lr is only defined by babel. +\@ifundefined{make@lr} +{\def\make@lr#1{\begingroup + \toks@=\expandafter{#1}% + \edef\x{\endgroup + \def\noexpand#1{\noexpand\@number{\the\toks@}}}% + \x}}{\relax} +\newtheorem{claim}[theorem]{\R{}} +\newenvironment{proof}% +{\R{\textbf{:}}}% +{\hfill\rule{2mm}{2mm}\par\vspace{2mm}} +\newtheorem{definition}[theorem]{\R{}} +\newtheorem{lemma}[theorem]{\R{}} +\newtheorem{corollary}[theorem]{\R{}} +\newtheorem{remark}[theorem]{\R{}} + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% User specified LaTeX commands. +\date{} + +\makeatother + +\usepackage{babel} +\begin{document} + +\title{ \\ +\char`\"{} , - } + + +\author{ } + +\maketitle +\selectlanguage{english}% +\inputencoding{latin9}\begin{minipage}[t]{1\columnwidth}% +\selectlanguage{english}% +\begin{quote} +Young man, in mathematics you don't understand things.\\ +You just get used to them. +\begin{quote} +- John von Neumann\end{quote} +\end{quote} +% +\end{minipage} + +\selectlanguage{hebrew}% +\inputencoding{cp1255}\tableofcontents{} + + +\section{} +\begin{itemize} +\item . ) + ...( +\item . , + . +\item . +\item // - \L{$yuv.adm$} \L{$gmail.com$} +\item , . +\end{itemize} + +\section{} +\begin{itemize} +\item \L{$\mathcal{M}$} \L{$L$}, \L{$s$} +\L{$\mathcal{M}$} -\L{$t$} . \L{$t$} -\L{$\mathcal{M}$} + \L{$s$} : +\item \L{$t$} \L{$c$} \L{$Val_{\mathcal{M}}(t,s)=c^{\mathcal{M}}$} +\item \L{$t$} \L{$x$} \L{$Val_{\mathcal{M}}(t,s)=s(x)$} +\item \L{$t=f(t_{1},...,t_{n})$} \L{$Val_{\mathcal{M}}(t,s)=f^{\mathcal{M}}(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s))$} +\item \noindent \L{$\mathcal{M}$}, \L{$L$} , -\L{$s$} \char`\"{} + \L{$\varphi$} -\L{$L$} )\inputencoding{latin9}\L{TRUE}\inputencoding{cp1255} + \inputencoding{latin9}\L{FALSE}\inputencoding{cp1255}( \L{$\varphi$} +\L{$\mathcal{M}$} \L{$s$} : + +\begin{itemize} +\item \noindent \L{$\varphi$} , \L{$\varphi$} +\L{$R(t_{1},...,t_{n})$} n- \L{$R$} +\L{$t_{1},...,t_{n}$} \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff\left\langle Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s)\right\rangle \in R^{\mathcal{M}} +\end{eqnarray*} +}. +\item \noindent \L{$\varphi=\neg\psi$} \L{$\psi$} \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff Val_{\mathcal{M}}(\psi,s)=FALSE +\end{eqnarray*} +} +\item \noindent +\item \noindent \L{$\varphi=(\exists x)\psi$} ) +\char`\"{} \char`\"{} ( \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff(\exists a\in M)Val_{\mathcal{M}}(\psi,s\left[{x\atop a}\right])=TRUE +\end{eqnarray*} +} \L{$s\left[{x\atop a}\right]$} + \L{$y$} \L{$x$} \L{$s(y)$} \L{$x$} + \L{$a$} ) \L{$x$}(. : \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff max\left\{ Val_{\mathcal{M}}(\psi,s\left[{x\atop a}\right]):a\in\mathcal{M}\right\} +\end{eqnarray*} +} \L{$F<T$}. +\item \noindent \L{$\varphi=(\forall x)\psi$} \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff(\forall a\in M)Val_{\mathcal{M}}(\psi,s\left[{x\atop a}\right])=TRUE +\end{eqnarray*} +} : \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\iff min\left\{ Val_{\mathcal{M}}(\psi,s\left[{x\atop a}\right]):a\in\mathcal{M}\right\} +\end{eqnarray*} +}. +\end{itemize} +\end{itemize} +: +\begin{enumerate} +\item \L{$\approx$} + +\item : \L{$L$} \char`\"{} + +\item , . + . , + .\end{enumerate} +\begin{itemize} +\item \L{$L$} \L{$\Gamma$} \L{$L$} +) (. \L{$\Gamma$} \inputencoding{latin9}\L{(satisfiable)}\inputencoding{cp1255} + \L{$\mathcal{M}$} \L{$L$} \L{$s$} +\L{$\mathcal{M}$} \L{$Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s)=TRUE$} +\L{$\varphi\in\Gamma$}. \L{$(\mathcal{M},s)\models\Gamma$} +) \L{$s$} (. : + +\begin{itemize} +\item \L{$L=\{R\}$} -\L{$\Gamma=\left\{ (\forall x)\neg R(x,x),(\forall x\forall y)(R(x,y)\rightarrow R(y,x))\right\} $} + \L{$G$} ) ( \L{$M_{G}$} +\L{$L$} : \L{$M_{G}$} \L{$V(G)$} ) + \L{$G$}( \L{$R^{M_{G}}$} \L{$E(G)$} ) +(. +\item \L{$L=\{\approx\}$} -\L{$T_{3}=\left\{ \forall x_{1},x_{2},x_{3},x_{4}\bigvee_{i,j}(x_{i}=x_{j})\right\} $} + \L{$T_{3}$} -{\beginL 4\endL} + . +\item \L{$L=\{<\}$} - \L{ +\begin{eqnarray*} +DLO & = & \left\{ \begin{array}{c} +\forall x\neg(x,x),\\ +\forall x,y(x<y\rightarrow\neg(y<x)),\\ +\forall x,y,z(x<y\wedge y<z\rightarrow x<z),\\ +\forall x,y(x\neq y\rightarrow x<y\vee y<x),\\ +\forall x,y\exists z(x<y\rightarrow x<z\le y) +\end{array}\right\} +\end{eqnarray*} +} \inputencoding{latin9}\L{dense linear order}\inputencoding{cp1255} + \L{$(\mathbb{Q},\le)\models DLO$}. +\end{itemize} +\item \L{$L$} -\L{$\Gamma$} \char`\"{} - \L{$(\mathcal{M},s)\models\Gamma$} + \L{$\mathcal{M}$} \L{$\Gamma$}. +\item . +\item \L{$L$} +\item \L{$t$}, \L{$Free(t)$}, + -\L{$t$}. + +\begin{itemize} +\item \L{$\varphi$} \L{$R(t_{1},...,t_{n})$} \L{$Free(\varphi)={\displaystyle \bigcup_{i=1}^{n}t_{i}}$}. +\item \L{$\varphi=\varphi_{1}\square\varphi_{2}$} ) +( \L{$Free(\varphi)=Free(\varphi_{1})\cup Free(\varphi_{2})$} +\item \L{$\varphi=(\exists x)\psi$} \L{$\varphi=(\forall x)\psi$} + \L{$Free(\varphi)=Free(\psi)$} \L{$x\notin Free(\psi)$} - +\L{$Free(\varphi)=Free(\psi)\backslash{x}$} . +\end{itemize} +\end{itemize} + +\section{ } +\begin{itemize} +\item ) ( , + +\item \L{$\varphi$} \uline{ } \L{$\mathcal{M}$} +) \L{$\varphi$}( \L{$s$} \L{$\mathcal{M}$} + \L{$Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s)=TRUE$}. + +\begin{itemize} +\item : \L{$P$} - \L{$P(x)\vee\neg P(x)$} +. ? \L{$\mathcal{M}$} \L{$\{P\}$} \L{$s$} + \L{$\mathcal{M}$}. \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(P(x)\vee\neg P(x),s) & = & t_{\vee}(Val_{\mathcal{M}}(P(x),s),Val_{\mathcal{M}}(\neg P(x),s))\\ + & & =t_{\vee}(Val_{\mathcal{M}}(P(x),s),t_{\neg}(Val_{\mathcal{M}}(P(x),s))\\ + & & =t_{\vee}(Q,t_{\neg}(Q))\\ + & & =TRUE +\end{eqnarray*} +} . +\item : \L{$\varphi(x)$} \L{$x$} -\L{$c$} + \L{$\varphi(x)$}. \L{$\varphi(c)\rightarrow(\forall x)\varphi(x)$} + ) \L{$\varphi(c)$} - (. +\item : \L{$\forall x(P(x)\vee\neg P(x))$} - + . ? + \L{$\psi$} ) ( : + +\begin{itemize} +\item \L{$\psi=\neg\psi^{\prime}$} \L{$\psi(\varphi_{1},...,\varphi_{k})=\neg\psi^{\prime}(\varphi_{1},...,\varphi_{k})$} +\item \L{$\psi=\psi_{1}\square\psi_{2}$} \L{ +\begin{eqnarray*} +\psi(\varphi_{1},...,\varphi_{k}) & = & \psi_{1}(\varphi_{1},...,\varphi_{k})\square\psi_{2}(\varphi_{1},...,\varphi_{k}) +\end{eqnarray*} +} +\item \L{$(\forall x)(P(x)\vee\neg P(x))$} + ' ' \char`\"{} \char`\"{} + \L{$\psi$} , \L{$\psi$} . + ) ( . +\end{itemize} +\end{itemize} +\item ) {\beginL 5\endL}(: \L{$\varphi$} + \L{$\psi(P_{1},...,P_{k})$} + ) \L{$P_{1},...,P_{k}$} + \L{$\psi$}( ): \L{$\psi(p,q)=\neg(p\vee q)\iff(\neg p\wedge\neg q)$}( + \L{$\varphi_{1},...,\varphi_{k}$} ) ( - +\L{$\varphi=\psi(\varphi_{1},...,\varphi_{k})$} -\L{$\varphi$} + \char`\"{} \L{$P_{i}$} -\L{$\varphi_{i}$}. +\item : \L{$\varphi$} , + : + +\begin{itemize} +\item \L{$\varphi$} +\item \L{$\varphi_{1},\varphi_{2}$} + \L{$\square$} -\L{$\varphi=\varphi_{1}\square\varphi_{2}$} +\item \L{$\varphi_{1}$} -\L{$\varphi=\neg\varphi_{1}$} +\item \L{$\varphi_{1}$} -\L{$\varphi=\exists x\varphi_{1}$} +\item \L{$\varphi_{1}$} -\L{$\varphi=\forall x\varphi_{1}$} +\end{itemize} +\item : ) +( \L{$\varphi$} \L{$\varphi$} + . +\item )( \L{$\varphi$} + \L{$\varphi$} . +\end{itemize} + : +\begin{itemize} +\item ) {\beginL 4\endL}( \L{$\Gamma,\Delta$} . + \L{$\Gamma\models\Delta$} )( \L{$\mathcal{M}$} + \L{$s$} : \L{$(\mathcal{M},s)\models\Gamma$} + \L{$(\mathcal{M},s)\models\Delta$}. + +\begin{itemize} +\item : \L{$\Delta$} / + \L{$\Gamma\models\Delta$} \L{$\Gamma$}. +\item \L{$\Delta$} \char`\"{} \L{$\Delta\models\Gamma$} \L{$\Gamma$} + . +\item \L{$\Gamma$} \L{$\Gamma\models\Delta$} \L{$\Delta$} +) (. +\item \L{$\varphi\models\psi$} \L{$\models\varphi\rightarrow\psi$} + \L{$\varphi\models\psi$} . . +\end{itemize} +\item ) {\beginL 1\endL}( \L{$G$} \L{$\{R\}$} + \L{$R$}. \L{$G$} \L{$\varphi_{G}$} + \char`\"{} \L{$\mathcal{M}$} , \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{G}$} + \L{$\mathcal{M}\cong G$} . +\item : \L{$\mathcal{M},\mathcal{N}$} \L{$\mathcal{L}$} + . \L{$\mathcal{M}\cong\mathcal{N}$} )( + \char`\"{} \L{$f:\mathcal{M}\rightarrow\mathcal{N}$} + : + +\begin{itemize} +\item \L{$f(c^{\mathcal{M}})=c^{\mathcal{N}}$} \L{$c$} +\item n- \L{$R$} \L{$(a_{1},...,a_{n})\in\mathcal{M}^{\mathcal{N}}$} + \L{ +\begin{eqnarray*} +\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle & \in & R^{\mathcal{M}}\iff\left\langle f(a_{1}),...,f(a_{n})\right\rangle \in R^{\mathcal{N}} +\end{eqnarray*} +} +\item n- \L{$G$} \L{$(a_{1},...,a_{n})\in\mathcal{M}^{\mathcal{N}}$} + \L{ +\begin{eqnarray*} +f(G^{\mathcal{M}}(a_{1},...,a_{n})) & = & G^{\mathcal{N}}(f(a_{1}),...,f(a_{n})) +\end{eqnarray*} +} +\end{itemize} +\end{itemize} + : +\begin{itemize} +\item \L{$\Gamma$} \L{$\Gamma_{0}\subseteq\Gamma$} + \L{$\Gamma_{0}$} +\item \L{$\Gamma$} -\L{$\varphi_{1},\varphi_{2}\in\Gamma$} + \L{$\Gamma\cup\{\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\}$} +\item \L{$\Gamma$} \L{$\varphi$} \L{$\Gamma$} + +\item : \L{$\Gamma$} \L{$\wedge$} +) \L{$\varphi_{1},\varphi_{2}\in\Gamma$} \L{$\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\in\Gamma$}( + \L{$\Gamma$} \L{$\varphi\in\Gamma$} . +\end{itemize} + +\section{ } +\begin{theorem} +\textbf{\uline{ }}: \L{$\Gamma$} + \L{$\wedge$} ) \L{$\varphi_{1},\varphi_{2}\in\Gamma$} + \L{$\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\in\Gamma$}( \L{$\Gamma$} + \L{$\varphi\in\Gamma$} .\end{theorem} +\begin{claim} + \L{$\Gamma$} \L{$\Gamma\subseteq\Gamma^{\prime}$} + - +\begin{enumerate} +\item \L{$\Gamma^{\prime}$} \L{$\wedge$} +\item \L{$\Gamma\equiv\Gamma^{\prime}$} \L{$\Gamma$} + \L{$\Gamma^{\prime}$} +\end{enumerate} +\end{claim} +\begin{proof} + \L{$\Gamma^{\prime}$} \L{$\Gamma$} +: \L{$1\le k\in\mathbb{N}$} \L{$\varphi_{1},...,\varphi_{k}\in\Gamma$} +, \L{$\Gamma^{\prime}$} \L{${\displaystyle \bigwedge_{i=1}^{k}\varphi_{i}}$}. + \L{$\Gamma^{\prime}$} \L{$\wedge$}. ? +\L{$\psi_{1},\psi_{2}\in\Gamma^{\prime}$} \L{$\Gamma^{\prime}$} + \L{$1\le k_{1},k_{2}$} \L{$\varphi_{1}^{1},...,\varphi_{k_{1}}^{1}$} +- \L{$\varphi_{1}^{2},...,\varphi_{k_{2}}^{2}$} - \L{ +\begin{eqnarray*} +{\displaystyle \psi_{1}=\bigwedge_{i=1}^{k_{1}}\varphi_{i}^{1}} +\end{eqnarray*} +} - \L{ +\begin{eqnarray*} +{\displaystyle \psi_{2}=\bigwedge_{i=1}^{k_{2}}\varphi_{i}^{2}} +\end{eqnarray*} +} \L{${\displaystyle \psi_{1}\wedge\psi_{2}=\bigwedge_{i=1}^{k_{1}+k_{2}}\Theta}i$} + \L{ +\begin{eqnarray*} +\Theta_{i} & = & \begin{cases} +\varphi_{i}^{1} & i\le k_{1}\\ +\varphi_{i-k_{1}}^{2} & i>k_{1} +\end{cases} +\end{eqnarray*} +} -\L{$\Theta_{i}\in\Gamma$} \L{$i$} . \L{$\Gamma^{\prime}$} + \L{$\Gamma\equiv\Gamma^{\prime}$}. + \L{$\mathcal{M}\models\Gamma$} \L{$\mathcal{M}\models\Gamma^{\prime}$}. + \L{$\psi\in\Gamma^{\prime}$} \L{$\psi={\displaystyle \bigwedge_{i=1}^{k}}\varphi_{i}$} + \L{$\varphi_{i}\in\Gamma$} . + +:\L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\psi) & = & Val_{\mathcal{M}}(\bigwedge\varphi_{i})=t_{\wedge}(Val_{\mathcal{M}}(\varphi_{1}),...Val_{\mathcal{M}}(\varphi_{k}))=TRUE +\end{eqnarray*} +} \char`\"{} \L{$1\le i\le k$} \L{$Val_{\mathcal{M}}(\varphi_{i})=TRUE$}. + \L{$\mathcal{M}\models\Gamma$} \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{i}$} + \L{$i$} \L{$\mathcal{M}\models\psi$}. \end{proof} +\begin{definition} + \L{$\Gamma$} + .\end{definition} +\begin{theorem} +) - ( \L{$\Gamma$} + .\end{theorem} +\begin{proof} + . \L{$\Gamma$} + . \L{$\Gamma^{\prime}$} , +\L{$\Gamma^{\prime}\equiv\Gamma$} \L{$\Gamma^{\prime}$} +\L{$\wedge$}. \L{$\Gamma^{\prime}$} + . \L{$\psi\in\Gamma^{\prime}$} \L{${\displaystyle \psi=\bigwedge_{i=1}^{k}\varphi_{i}}$} + \L{$\varphi_{1},...,\varphi_{k}\in\Gamma$} . \L{$\Gamma$} + . \L{$\{\varphi_{1},...,\varphi_{k}\}$} +. \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{i}$} \L{$1\le i\le k$} + \L{$\mathcal{M}\models\psi$}. \L{$\Gamma^{\prime}$} + \L{$\psi\in\Gamma^{\prime}$} . + \L{$\Gamma^{\prime}$} \L{$\mathcal{M}\models\Gamma^{\prime}$} + \L{$\Gamma\equiv\Gamma^{\prime}$} \L{$\mathcal{M}\models\Gamma^{\prime}$}. + + ) (. \L{$\Gamma$} + \L{$\Gamma^{\prime}$} \L{$\wedge$} + . \L{$\Gamma$} +. \L{$k$} \L{$k$} +-\L{$\Gamma$} . \L{$k=1$} - . \L{$\{\varphi_{1},...,\varphi_{k}\}\subseteq\Gamma$} + \L{$k-1$} . \L{$\Gamma$} + \L{$\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\in\Gamma$} . \L{$\Delta=\{\varphi_{1}\wedge\varphi_{2},\varphi_{3},...,\varphi_{k}\}$} + \L{$k-1$} . +\L{$\mathcal{M}\models\Delta$} \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{i}$} + \L{$i\ge3$} \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}$} +. \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{1}\wedge\varphi_{2}\iff\mathcal{M}\models\varphi_{1}\wedge\mathcal{M}\models\varphi_{2}$} + \L{$\mathcal{M}\models\{\varphi_{1},...,\varphi_{k}\}$} . + \L{$\Gamma$} \char`\"{} - .\end{proof} +\begin{definition} + \L{$I$} )\char`\"{} (. )\inputencoding{latin9}\L{filter}\inputencoding{cp1255}( + \L{$I$} \L{$F\subseteq\mathbb{P}(I)$} ) + \L{$I$}( : +\begin{enumerate} +\item \L{$\emptyset\not\in F$} +\item \L{$J\in F$} -\L{$J\subseteq J^{\prime}$} \L{$J^{\prime}\in F$} +\item \L{$J,J^{\prime}\in F$} \L{$J\cap J^{\prime}\in F$} +\end{enumerate} + + \L{$J\subseteq I$} \L{$J\not\in F$} \L{$I\backslash J\in F$} +- \L{$F$} . + +\end{definition} +: +\begin{itemize} +\item \L{$I$} . \L{$a\in I$} \L{$F_{a}$} + : \L{$J\subseteq I,J\in F$} \char`\"{} \L{$a\in J$} +.): \L{$F$} \L{$I$} \L{$I$} +-\L{$F=F_{a}$}(. +\item \L{$I$} \L{$I$} . \L{$F$} + \L{$I$}. -\L{$I$} \L{$F$} + {\beginL 3\endL}: \L{$J_{F}=\{\bigcap J:J\in F\}$} +-\L{$J_{F}\in F$}. \L{$J_{F}$} - . + . {\beginL 2\endL} \L{$J_{F}$} )(. + \L{$J\subseteq I$} . \L{$J$} + \L{$J$} \L{$F$} \L{$F$} + \L{$J_{F}$}. +\item \L{$I$} . \L{$F=\{U\subseteq I:|I\backslash U|<\aleph_{0}(finite)\}$}. +: . \end{itemize} +\begin{claim} + \L{$I$} . \L{$F$} \L{$I$} + \L{$F\subseteq F^{\prime}$}. \L{$I$} + . ) (. +\end{claim} + +\section{ } +\begin{definition} + \L{$I$} ) ( \textbf{} \L{$F$} \L{$I$} + \L{$I$} : +\begin{enumerate} +\item \L{$\emptyset\not\in F$} +\item \L{$U_{1},U_{2}\in F$} \L{$U_{1}\wedge U_{2}\in F$} +\item \L{$U\in F$} - \L{$U\subseteq V$} \L{$V\in F$} +\end{enumerate} + +\L{$F$} - \L{$V\subseteq I$} \L{$V\not\in F$} + \L{$I\backslash V\in F$} . + +\end{definition} +\begin{lemma} +\uline{ } - \L{$(I,\le)$} . \L{$V\subseteq I$} + \L{$v_{1},v_{2}\in V$} \L{$v_{1}\le v_{2}$} + \L{$v_{2}\le v_{1}$}. \L{$V\subseteq I$} + , \L{$w\in I$} -\L{$w\ge V$} ) \L{$w\ge v$} + \L{$v\in V$}(. \L{$(I,\le)$} , +\L{$u\in I$} \L{$u\not=v\in I$} \L{$u\not\le v$}.\end{lemma} +\begin{claim} + \L{$I$} - \L{$F$} \L{$I$}. +- \L{$F\subseteq U$}. , \L{$F$} \L{$I$} + -. +\begin{proof} + \L{$\mathcal{H}$} \L{$I$}. : +\L{$F\in\mathbb{P}(\mathbb{P}(I))$} \L{$\mathcal{H}\subseteq\mathbb{P}(\mathbb{P}(I)$} + \L{$\mathcal{H}\in\mathbb{P}(\mathbb{P}(\mathbb{P}(I)))$}. +\L{$\mathcal{H}$} \char`\"{} . , +-\L{$F_{1},F_{2}\in\mathcal{H}$} \L{$F_{1}\le F_{2}$} + \L{$V\in F_{1}$} \L{$V\in F_{2}$}. \L{$F_{1}\subseteq F_{2}$}. + , \L{$V\subseteq\mathcal{H}$} + \L{$V$} \L{$\mathcal{H}$}. \L{$F_{V}={\displaystyle \bigcup V}=\{U\subseteq I:U\in F,\, for\, some\, F\in V\}$}. + \L{$F_{V}$} . +\begin{enumerate} +\item \L{$\emptyset\not\in F_{V}$} +\item \L{$U_{1},U_{2}\in F_{V}$}. \L{$F_{1},F_{2}\in V$} + \L{$U_{1}\in F_{1}$} \L{$U_{2}\in F_{2}$}. -\L{$V$} +, .. \L{$F_{1}\subseteq F_{2}$} . \L{$U_{1}\in F_{2}$} + \L{$U_{1}\cap U_{2}\in F_{2}$} \L{$U_{1}\cap U_{2}\in F_{V}$}. +\item \L{$U\in F_{V}$} - \L{$U\subseteq W$} +\L{$F\in V$} - \L{$U\in F$}. \L{$W\in F$} \L{$W\in F_{V}$}. +\end{enumerate} + + \L{$\mathcal{H}$} , \L{$F_{V}\in\mathcal{H}$} +- \L{$F\subseteq F_{V}$} \L{$F\in V$} \L{$F_{V}$} + -\L{$V$}. , -\L{$\mathcal{H}$} , + \L{$\mathcal{U}$}. \L{$\mathcal{U}$} . + . -\L{$\mathcal{U}\in\mathcal{H}$} + \L{$U\subseteq I$} - \L{$U\not\in\mathcal{U}$} +- \L{$I\backslash U\not\in\mathcal{U}$}. \L{$\mathcal{U}_{U}=\mathcal{U}\cup\{W\subseteq I:U\cap V\subseteq W,\, for\, some\, V\in\mathcal{U}\}$} + \L{$\mathcal{U}$} \L{$\mathcal{U}\not\subseteq\mathcal{U}_{U}$}. + \L{$\mathcal{U}_{U}$} ? +\begin{enumerate} +\item \L{$\emptyset\in\mathcal{U}_{U}$}. \L{$\emptyset\in\mathcal{U}_{U}$} + \L{$U\cap V$} \L{$V\in\mathcal{U}$}. +\L{$V\subseteq I\backslash U$} \L{$I\backslash U\in\mathcal{U}$} +. +\item \L{$\mathcal{U}_{U}$} . +\item \L{$U_{1},U_{2}\in\mathcal{U}_{U}$} \L{$U_{1}\cap U_{2}\in\mathcal{U}_{U}$}. +.. \L{$U_{1}\not\in\mathcal{U}$}. \L{$U\cap V\subseteq U$} + \L{$V\in\mathcal{U}$}. \L{$U\cap V\cap U_{2}\subseteq U_{2}\cap U_{1}$} + \L{$V$} . \L{$U_{2}\in\mathcal{U}$} \L{$V\cap U_{2}\in\mathcal{U}$} + \L{$U\cap(V\cap U_{2})\in\mathcal{U}_{U}$} \L{$U_{1}\cap U_{2}$}. + \L{$U\cap V_{2}\subseteq U_{2}$} \L{$V_{2}\in\mathcal{U}$} +. \L{$U\cap(V\cap V_{2})\subseteq U_{1}\cap U_{2}$} \L{$U\cap(V\cap V_{2})\in\mathcal{U}_{U}$}. + \L{$\mathcal{U}_{U}\in\mathcal{H}$} -\L{$\mathcal{U}\not\in\mathcal{U}_{U}$} +. \L{$\mathcal{U}$} . +\end{enumerate} + +)( \L{$F$} \L{$I$} \L{$\mathcal{H}_{F}\subseteq\mathcal{H}$} + \L{$F$}. -\L{$\mathcal{H}_{F}$} + -\L{$\mathcal{H_{F}}$}) + -\L{$F$} \L{$\mathcal{H}$} + \L{$\mathcal{H}_{F}$}. \L{$\mathcal{H}_{F}$} + , \L{$\mathcal{H}$} + . + +\end{proof} +\begin{corollary} + \L{$I$} \L{$F$} \L{$I$} +\L{$|I\backslash U|<\aleph_{0}$} \L{$U\in F$}.\end{corollary} +\begin{definition} +\uline{}: \L{$\Gamma$} -\L{$\{M_{\gamma}\}_{\gamma\in\Gamma}$} + . \L{${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + \L{$f:\Gamma\rightarrow{\displaystyle \bigcup_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + \L{$f(\gamma)\in\mathcal{M}_{\gamma}$}. : \L{$\Gamma=\{1,...,n\}$} +-\L{$\mathcal{M}_{i}=\mathcal{M}_{j}$} \L{$i,j$} \L{${\displaystyle \prod_{i=1}^{n}\mathcal{M}=\mathcal{M}^{n}}$}.\end{definition} +\begin{theorem} +\uline{ }: \L{$\Gamma$} -\L{$\mathcal{M}_{\gamma}\not=\emptyset$} + \L{$\gamma\in\Gamma$} \L{${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}\not=\emptyset}$}. +\end{theorem} + +\section{} + +\end{claim} +\begin{definition} +\uline{}: \L{$\Gamma$} -\L{$\{M_{\gamma}\}_{\gamma\in\Gamma}$} + . \L{${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + \L{$f:\Gamma\rightarrow{\displaystyle \bigcup_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + \L{$f(\gamma)\in\mathcal{M}_{\gamma}$}. : \L{$\Gamma=\{1,...,n\}$} +-\L{$\mathcal{M}_{i}=\mathcal{M}_{j}$} \L{$i,j$} \L{${\displaystyle \prod_{i=1}^{n}\mathcal{M}=\mathcal{M}^{n}}$}. + +: \L{$\mathcal{M}_{\gamma}=\mathcal{M}$} \L{$\mathcal{M}$} + \L{${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}=M^{\Gamma}}$} + \L{$\Gamma$} \L{$\mathcal{M}$}. +\end{definition} +~ +\begin{definition} + \L{$\Gamma$} -\L{$\mathcal{M}_{\gamma}\not=\emptyset$} + \L{$\gamma\in\Gamma$}. \L{$\mathcal{M}=\prod\mathcal{M}_{\gamma}$}. +\L{$\bar{x},\bar{y}\in\mathcal{M}$} \L{$x\sim_{F}y$} + \L{$F$} \L{$\Gamma$} \L{$\{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{y}(\gamma)\}\in F$}. \end{definition} +\begin{claim} + \L{$\sim_{F}$} . \end{claim} +\begin{proof} +~ +\begin{enumerate} +\item \L{$\{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{y}(\gamma)\}=\Gamma\in F$} + +\begin{enumerate} +\item \L{$\{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{y}(\gamma)\}=\{\gamma\in\Gamma:\bar{y}(\gamma)=\bar{x}(\gamma)\}$} +\item \L{$x\sim_{F}y$} -\L{$y\sim_{F}z$} \L{ +\begin{eqnarray*} +U & = & \{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{y}(\gamma)\}\in F +\end{eqnarray*} +} \L{ +\begin{eqnarray*} +V & = & \{\gamma\in\Gamma:\bar{y}(\gamma)=\bar{z}(\gamma)\}\in F +\end{eqnarray*} +} \L{$U\cap V\in F$} \L{$U\cap V\subseteq\{\gamma\in\Gamma:\bar{x}(\gamma)=\bar{z}(\gamma)\}\in F$}. +\end{enumerate} +\end{enumerate} +\end{proof} +\begin{definition} + \L{$\Gamma$} \L{$\gamma\in\Gamma$} \L{$\mathcal{M}_{\gamma}$} + \L{$\mathcal{L}$}. \L{$F$} ) ( \L{$\Gamma$} + \L{$\{\mathcal{M}_{\gamma}\}_{\gamma\in\Gamma}$} + \L{$F$} \L{$\mathcal{M=}({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})/F$} + : \end{definition} +\begin{enumerate} +\item \L{$({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})/\sim_{F}$} + \L{$\sim_{F}$} \L{$({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})$} +\item \L{$c\in\mathcal{L}$} \L{$[(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}]$} + \L{$(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}$} + \L{$\sim_{F}$}. +\item n- \L{$R\in\mathcal{L}$} . \L{$[\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n}}]\in R^{\mathcal{M}}$} + \L{$\{\gamma\in\Gamma:(\bar{a_{1}}(\gamma),...,\bar{a_{n}}(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}$} +. +\item n- \L{$F$} \L{$F^{\mathcal{M}}[(\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n})}]=[b]$} + \L{$\{\gamma\in\Gamma:F^{\mathcal{M}_{\gamma}}(\bar{a_{1}}(\gamma),...,\bar{a_{n}}(\gamma))=b(\gamma)\}\in F$} +. : \char`\"{} . \L{$[b]=[d]$} \L{ +\begin{eqnarray*} + & & \underset{\in F}{\underbrace{\underset{\in F}{\underbrace{\{\gamma\in\Gamma:F^{\mathcal{M}_{\gamma}}(\bar{a_{1}}(\gamma),...,\bar{a_{n}}(\gamma))=b(\gamma)\}}}\cap\underset{\in F}{\underbrace{\{\gamma\in\Gamma:d(\gamma)=b(\gamma)\}}}}}\\ + & \subseteq & \underset{\in F}{\underbrace{\{\gamma\in\Gamma:F^{\mathcal{M}_{\gamma}}(\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n}}(\gamma))=d(\gamma)\}}} +\end{eqnarray*} +} \L{$[b]=[d]$} \L{$b\sim_{F}d$} . \end{enumerate} +\begin{theorem} + \L{$\mathcal{M}=({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})/F$} +-\L{$\varphi(x_{1},...,x_{n})$} -\L{$s$} \L{$\mathcal{M}$}. + \L{$Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s)=TRUE$} + \L{$(s_{\gamma})_{\gamma\in\Gamma}$} ) \L{$s_{\gamma}$} + \L{$\mathcal{M}_{\gamma}$}( \L{$[(s_{\gamma})_{\gamma\in\Gamma}]\sim_{F}[s]$} + \L{$\{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s_{\gamma})=TRUE\}\in F$}.\end{theorem} +\begin{proof} + . : +\begin{itemize} +\item \L{$t$} \L{$c$} \L{$Val_{\mathcal{M}}(c,s)=c^{\mathcal{M}}=[(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}]=[Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(c,s)_{\gamma\in\Gamma}]$}. + \L{$s_{0}$} -\L{${\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + -\L{$[s_{0}]=s$}. \L{$x$} \L{$[s_{0}(x)]=s(x)$}. +\item \L{$t$} \L{$x$} : \L{$Val_{\mathcal{M}}(x,s)=\underset{=[s_{\gamma}(x)]}{\underbrace{[s_{0}(x)]}}=s(x)$} +\item \L{$t$} \L{$t=F(t_{1},...,t_{n})$} \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(F(t_{1},...,t_{n}),s) & = & F{}^{\mathcal{M}}(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s))\\ + & = & F^{\mathcal{M}}([Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s_{\gamma})],...,[Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s_{\gamma})])\\ + & = & [F^{\mathcal{M}_{\gamma}}(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s_{\gamma}),...Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s_{\gamma})] +\end{eqnarray*} +} :\end{itemize} +\begin{enumerate} +\item \L{$\varphi$} \L{$R(t_{1}(x_{1},...,x_{n}),...,t_{m}(x_{1},...,x_{n}))$} + \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(R(t_{1},...,t_{n}),s) & = & TRUE\\ + & \iff & (Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...Val_{\mathcal{M}}(t_{m},s))\in R^{\mathcal{M}}\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s)(\gamma),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s)(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F +\end{eqnarray*} +} \L{$[Val_{\mathcal{M}}(t_{i},s)]=[(Val_{\mathcal{M}}(t_{i},s_{\gamma})(\gamma))_{\gamma\in\Gamma}]$} + \L{$1\le i\le m$}. , \L{ +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s_{\gamma}),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{m},s_{\gamma}))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F\\ + & & \iff\{\gamma\in\Gamma:(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s_{\gamma}),...,Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{m},s_{\gamma}))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F +\end{eqnarray*} +} . +\end{enumerate} +\end{proof} + +\section{ \L{Los} } +\begin{theorem} +\uline{ }\inputencoding{latin9}\L{\uline{Los}}\inputencoding{cp1255} + \L{$\mathcal{L}$} , \L{$\Gamma$} +, \L{$\gamma\in\Gamma$} \L{$\mathcal{M}_{\gamma}$} + \L{$\mathcal{L}$}. \L{$F$} \L{$\Gamma$} -\L{$s$} + \L{$\mathcal{M}=({\displaystyle \prod_{\gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}/F)$} +- \L{$\varphi(x)$} \L{$\mathcal{L}$}. \L{$Val_{\mathcal{M}}(\varphi,\bar{s})=TRUE$} + \L{$s$} -\L{${\displaystyle \prod_{\gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + \L{$\bar{s}(x)=[s(x)]$} : \L{ +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\mathcal{M}_{\gamma},s(\gamma))=TRUE\}\in F +\end{eqnarray*} +} ) \L{$s(\gamma)(x)$} \L{$\gamma$} \L{$s(x)$}(. +\end{theorem} +: )\char`\"{} \char`\"{} - . , +( \L{$\mathcal{L}$} \L{${\displaystyle (\prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}/F)$}? +\begin{itemize} +\item \L{$c$} \L{$[(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}]$}. +\item n- \L{$R$} -\L{$\left\langle \bar{a}_{1},...,\bar{a}_{n}\right\rangle \in R^{\mathcal{M}}$} + \L{$a_{1},...,a_{n}\in{\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + \L{$[a_{1}]=\bar{a_{1}},...,[a_{n}]=\bar{a_{n}}$} -\L{ +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:(a_{1}(\gamma),...a_{n}(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F +\end{eqnarray*} +} +\item n- \L{$F^{\mathcal{M}}(\bar{a}_{1},...,\bar{a}_{n})=b$} + \L{$b,a_{1},...,a_{n}\in{\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + \L{$[a_{1}]=\bar{a_{1}},...,[a_{n}]=\bar{a_{n}},[b]=b$} +\L{ +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:F^{\mathcal{M}}(a_{1}(\gamma),...a_{n}(\gamma))=b(\gamma)\}\in F +\end{eqnarray*} +}. +\end{itemize} +\uline{:} +\begin{enumerate} +\item , \L{$F^{\mathcal{M}}$} . +\char`\"{} \L{$\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n}}\in\mathcal{M}$} + \L{$b$} \L{$F^{\mathcal{M}}(\bar{a_{1},}...,\bar{a_{n}})=b$}. +\item \L{$[a_{1}]=\bar{a_{1}},...,[a_{n}]=\bar{a_{n}}$} \L{$F^{\mathcal{M}}(\bar{a_{1}},...,\bar{a_{n}})=[F^{\mathcal{M}}(a_{1}(\gamma),...,a_{n}(\gamma))_{\gamma\in\Gamma}]$}\end{enumerate} +\begin{proof} + : \L{$t$} \L{$\mathcal{L}$}, \L{$\bar{s},s$} + \L{$Val_{\mathcal{M}}(t,\bar{s})=[(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t,s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}]$} + \L{$t$}. +\begin{itemize} +\item \L{$t$} \L{$c$}: \L{$Val_{\mathcal{M}}(t,\bar{s})=[(c^{\mathcal{M}_{\gamma}})_{\gamma\in\Gamma}]=[(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(c,s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}]$} +\item \L{$t$} \L{$x$}: \L{$Val_{\mathcal{M}}(t,s)=\bar{s}(x)=[s(\gamma)(x)_{\gamma\in\Gamma}]=[(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t,s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}]$} +\item \L{$t=F(t_{1},...,t_{n})$}: \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(f(t_{1},...t_{n}),\bar{s})\\ + & = & F^{\mathcal{M}}(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},s),...,Val_{\mathcal{M}}(t_{n},s))\\ + & = & F^{\mathcal{M}}([(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}],...,[(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}]\\ + & = & [F^{\mathcal{M}}(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s(\gamma)),...,(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s(\gamma))] +\end{eqnarray*} +} +\end{itemize} + + . . +\begin{itemize} +\item \L{$\varphi$} \L{$R(t_{1},...,t_{n})$} +\L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(R(t_{1},...t_{n}),\bar{s}) & = & TRUE\iff(Val_{\mathcal{M}}(t_{1},\bar{s}),...Val_{\mathcal{M}}(t_{n},\bar{s}))\in R^{\mathcal{M}} +\end{eqnarray*} +} -\L{$Val_{\mathcal{M}}(t,\bar{s})$} +\L{$a_{1},...,a_{n}$} \L{$\{\gamma\in\Gamma:(a_{1}(\gamma),...,a_{n}(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\}\in F$}. + ? \L{$(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{i},s(\gamma)))_{\gamma\in\Gamma}$} + \L{$i$}. \char`\"{} \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\varphi,s) & = & TRUE\\ + & & \iff\{\gamma\in\Gamma:(Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{1},s(\gamma)),...,Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(t_{n},s(\gamma))\in R^{\mathcal{M}_{\gamma}}\} +\end{eqnarray*} +} ) \inputencoding{latin9}\L{Los}\inputencoding{cp1255} +(. +\item \L{$\varphi=\neg\psi$} \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\psi,\bar{s}) & = & TRUE\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\psi,s(\gamma))=TRUE\}\in F\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\psi,s(\gamma))=FALSE\}\not\in F\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\neg\psi,s(\gamma))=TRUE\}\not\in F +\end{eqnarray*} +} \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\neg\psi,\bar{s}) & = & FALSE\iff Val_{\mathcal{M}}(\varphi,\bar{s})=FALSE +\end{eqnarray*} +}. +\item \L{$\varphi=\psi_{1}\square\psi_{2}$} ) + (. +\item \L{$\varphi=\exists x\psi(x)$} ) \L{$\forall x$} + \char`\"{} \char`\"{} +\L{$\forall x\psi(x)=\neg\exists x\neg\psi(x)$}(. + +\begin{itemize} +\item : \L{$(\mathcal{M},s)\models(\exists x)\psi(x)$} +\char`\"{} \L{$\bar{a}\in\mathcal{M}$} \L{$(\mathcal{M},s)\models\psi(\bar{a})$}. + \L{$c$} \L{$\psi(c)$} +\L{$\psi$}\char`\"{} \L{$x$} \L{$\psi$} +\L{$c$} . \L{$\mathcal{M}$} \char`\"{} + \L{$c^{\mathcal{M}}=\bar{a}$}. \L{$Val_{\mathcal{M}}(\psi,\bar{s}[{x\atop \bar{a}}])=Val_{\mathcal{M}}(\psi(c),s)$}. + : \L{ +\begin{eqnarray*} +Val_{\mathcal{M}}(\psi(c),\bar{s}) & = & TRUE\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\psi(c),s(\gamma))=TRUE\}\in F\\ + & \iff & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\psi(x),s(\gamma)([{x\atop c^{\mathcal{M}_{\gamma}}}]))=TRUE\}\in F\\ + & \Rightarrow & \{\gamma\in\Gamma:Val_{\mathcal{M}_{\gamma}}(\exists x\psi(x),s(\gamma))=TRUE\}\in F +\end{eqnarray*} +} +\item : \L{$\{\gamma\in\Gamma:(M_{\gamma},s)\models(\exists x)\psi(x)\}\in F$}. + \L{$a\in{\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}}$} + : \L{$\gamma\in\Gamma$} \L{$(\mathcal{M}_{\gamma},s)\models\exists x\psi(x)$} + \L{$a_{\gamma}$} . \L{$(\mathcal{M}_{\gamma},s)\not\models\exists x\psi(x)$} + \L{$a_{\gamma}\in\mathcal{M}_{\gamma}$} . \L{$\bar{a}=[a]$} +. \L{ +\begin{eqnarray*} +\{\gamma & \in & \Gamma:(\mathcal{M}_{\gamma},s(\gamma)[{x\atop a_{\gamma}}])\models\psi(x)\}\in F\\ + & & \iff(\mathcal{M},\bar{s}[{x\atop \bar{a}}])\models\psi(x)\\ + & & \iff(\mathcal{M},\bar{s})\models(\exists x)\psi(x) +\end{eqnarray*} +}. +\end{itemize} +\end{itemize} +\end{proof} +\begin{corollary} + \L{$\Gamma$} \L{$\mathcal{M}_{\gamma}$} +\L{$\mathcal{L}$} \L{$\gamma\in\Gamma$} -\L{$F$} +\L{$\Gamma$}, \L{$\psi$} \L{$\mathcal{L}$} +\L{$({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma}})/F\models\psi$} + \L{$\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\in F$}. +\begin{corollary} +\uline{ }: \L{$\Gamma$} \L{$\mathcal{L}$}. + \L{$\psi_{1},\psi_{2}\in\Gamma$} \L{$\psi_{1}\wedge\psi_{2}\in\Gamma$} + \L{$\psi\in\Gamma$} \L{$\mathcal{M}_{\psi}\models\psi$} + \L{$\Gamma$} \L{$\mathcal{M}\models\Gamma$}. \end{corollary} +\begin{proof} + \L{$\psi\in\Gamma$} \L{$\mathcal{M}_{\psi}\models\psi$}. + \L{$\mathcal{U}\subseteq\mathbb{P}(\Gamma)$} +\L{$\psi\in\Gamma$} : \L{$V\in\mathcal{U}\iff\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\subseteq V$}. +\end{proof} +\end{corollary} +\begin{claim} +\L{$\mathcal{U}$} \L{$\Gamma$} .\end{claim} +\begin{proof} + \L{$\psi\in\Gamma$} \L{$\mathcal{M}_{\psi}\models\psi$} + \L{$\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\not=\emptyset$}. + \L{$\mathcal{U}\not=\emptyset$}. \L{$\mathcal{U}$} + . \L{$v_{1},v_{2}\in\mathcal{U}$} \L{$\psi_{1},\psi_{2}\in\Gamma$} + -\L{$\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi_{i}\}\subseteq V_{i}$} + ..... \L{$V_{1}\cap V_{2}\in\mathcal{U}$}. +\end{proof} + \L{$F$} \L{$\mathcal{U}$} . +\L{$({\displaystyle \prod_{\gamma\in\Gamma}\mathcal{M}_{\gamma})}/F\models\psi$} + \L{$\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\in F$}. + \L{$\mathcal{U}$} \L{$\psi\in\Gamma$} \L{$\{\gamma\in\Gamma:\mathcal{M}_{\gamma}\models\psi\}\in\mathcal{U}$} + -\L{$F$}. \char`\"{}. + + +\section{} +\begin{theorem} + \L{$(P,\le)$} \char`\"{}, \L{$R$} \L{$P$} +)-( -\end{theorem} +\begin{enumerate} +\item \L{$R$} + +\begin{enumerate} +\item \L{$a,b\in P$} \L{$a\le b$} \L{$R(a,b)$}. +\end{enumerate} + + , \L{$R$} \L{$P$} \L{$\le$}. + +\end{enumerate} +\begin{theorem} +\uline{:} \L{$P$} . + \L{$|P|$}. \L{$|P|=1$} . + \L{$P$} \L{$|P|=n$} \L{$n+1$}: \L{$(P,\le)$} +\char`\"{} \L{$n+1$} . \L{$P$} + \L{$a$}. \L{$Q=P\backslash\{a\}$}. \L{$(Q,\le)$} +\char`\"{} \L{$n$} \L{$R$} + \L{$Q$} \L{$\le$} \L{$Q$}. + \L{$R(a,b)$} \L{$b\in Q$} .\end{theorem} +\begin{proof} +) ( \L{$L$} : +\begin{enumerate} +\item \L{$p\in P$} \L{$c_{p}$} +\item \L{$R$} +\end{enumerate} + +\uline{.} \L{$T_{P}$} \L{$L$} : +\begin{enumerate} +\item \L{$c_{p}\not=c_{q}$} \L{$p\not=q\in P$} +\item \L{$R$} +\item \L{$p,q\in P$} \L{$p\le q$} \L{$R(c_{p},c_{q})$}.\end{enumerate} +\begin{claim} +\L{$T_{P}$} )(. +\begin{proof} + \L{$T_{P}$} . \L{$T_{0}\subseteq T_{P}$} +. \char`\"{} ){\beginL 2\endL}( \char`\"{}\L{$R$} + \char`\"{} \L{$T_{0}$}. \L{$T_{0}$} + , : \L{$c_{P_{1}},...,c_{p_{n}}$}. + \L{$P_{0}=\{p_{1},...,p_{n}\}\subseteq P$}. \L{$(P_{0},\le)$} +\char`\"{} . \L{$R^{P_{0}}$} + \L{$P_{0}$} \L{$\le$} \L{$P_{0}$}. + \L{$R$} \L{$P_{0}$} \char`\"{} \L{$R^{P_{0}}$} \char`\"{} +-\L{$c_{p_{i}}$} \char`\"{} \L{$p_{i}$} \L{$T_{0}$}. +\end{proof} +\end{claim} + + \L{$\mathcal{M}\models T_{P}$}, \L{$R^{\mathcal{M}}$} + \L{$\mathcal{M}$}. \L{$\mathcal{N}\le\mathcal{M}$} + \L{$\mathcal{M}$} ) \L{$a\in\mathcal{N}\iff a=c_{p}^{\mathcal{M}}$} + \L{$p\in P$}(. \L{$\le^{\mathcal{N}}$} +\L{$\mathcal{N}$} \char`\"{} \L{$p\le q\iff c_{p}^{\mathcal{N}}\le c_{q}^{\mathcal{N}}$} + \L{$p,q\in P$} . \L{$(P,\le)\cong(N,\le^{\mathcal{N}})$} + \char`\"{} \L{$p\mapsto c_{p}^{\mathcal{N}}$}. \char`\"{} +\L{$(P,\le)=(N,\le^{\mathcal{N}})$}. \L{$R^{\mathcal{M}}|\mathcal{N}$} +)( \L{$\mathcal{N}$}. ) \L{$\mathcal{M}\models(2)$} + \L{$R^{\mathcal{M}}$} (. + -\L{$\mathcal{M}\models(3)$} \L{$p\le q$} \L{$p(c_{p},c_{q})$} + ){\beginL 3\endL}( \L{$\mathcal{M}\models R(c_{p},c_{q})$} + \L{$\mathcal{N}\models R(c_{p},c_{q})$}. + +\end{proof} +\begin{theorem} + \L{$L=\{G\}$} \L{$G$}. \L{$T_{G}$} + . \L{$\psi$} \L{$L$} \L{$\mathcal{M}\models\psi$} + \L{$\mathcal{M}$} .\end{theorem} +\begin{proof} + \L{$\psi$} . +\L{$c_{1},c_{2}$}. \L{$\varphi_{n}$} + \L{$n$} \L{$c_{1}$} \L{$c_{2}$}:\L{ +\[ +\neg(\exists x_{1},...,x_{n})[G(c_{1},x_{1})\wedge\bigwedge_{i=1}^{n-1}(G(x_{i},x_{i+1})\vee x_{i}=x_{i+1})\wedge G(c_{2},x_{n})] +\] +} \L{$\Gamma=\{c_{1},c_{2}\}\cup\psi\cup\{\varphi_{n}\}_{n=1}^{\infty}$} + . \L{$\Gamma_{0}$} +\char`\"{} \L{$n$} \L{$\varphi_{n}\in\Gamma_{0}$}. + \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{n}\wedge\psi\wedge(c_{1}\not=c_{2})$} + \L{$\mathcal{M}\models\Gamma_{0}$}. \L{$n$} + \L{$\varphi_{n}\wedge\psi\wedge(c_{1}\not=c_{2})$} +) \L{$n$} , \L{$c_{1}$}\L{$c_{2}$}(. + \L{$\Gamma$} . \L{$\Gamma$} . + : \L{$\mathcal{M}\models\Gamma$} \L{$\mathcal{M}\models\psi$} + \L{$c_{1}$} \L{$c_{2}$} , +\L{$n$}. \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{n}$} + \L{$n$} \L{$c_{1}$} \L{$c_{2}$} . +\end{proof} +\uline{:} +\begin{enumerate} +\item \L{$\psi$} \L{$L=\{\le\}$} + \L{$\mathcal{M}\models\psi$} \L{$\{\le\}$} +) \L{$\le$} (. +\item \L{$\Gamma$} +\L{$\mathcal{M}\models\Gamma$} \L{$\mathcal{M}$} +/\L{$\mathcal{M}$} ) (. +\end{enumerate} +\uline{:} + + \L{$\Gamma$} \L{$\Gamma\models\psi$} +\L{$\mathcal{M}$}: \L{$\mathcal{M}\models\Gamma$} \L{$\mathcal{M}\models\psi$} +. +\begin{corollary} + \L{$\Gamma\models\psi$} \L{$\Gamma_{0}\subseteq\Gamma$} + \L{$\Gamma_{0}\models\psi$}. \end{corollary} +\begin{proof} + \L{$\Gamma\cup\{\neg\psi\}$} . +. \L{$\Gamma_{1}\subseteq\Gamma\cup\{\neg\psi\}$} + \L{$\Gamma_{1}$} . \L{$\neg\psi\in\Gamma_{1}$} + \L{$\Gamma_{1}\subseteq\Gamma$} \L{$\Gamma$} . ) +\L{$\Gamma$} \L{$\Gamma_{0}\subseteq\Gamma$} + \L{$\Gamma_{0}\models\varphi$} \L{$\varphi$}(. + \L{$\Gamma\supseteq\Gamma_{0}=\Gamma_{1}\backslash\{\neg\psi\}$} + \L{$\Gamma_{0}\models\psi$} ) \L{$\mathcal{M}\models\Gamma_{0}$} +-\L{$\mathcal{M}\not\models\psi$} \L{$\mathcal{M}\models\neg\psi$} + \L{$\mathcal{M}\models\Gamma_{1}$} \L{$\Gamma_{1}$}(. + \L{$\models$} . +\end{proof} +\uline{ }: \L{$L$} \L{$\Gamma$} +\L{$L$}, / \L{$\psi$} \L{$\Gamma\models\psi$}? + \L{$\psi\in\Gamma$} \L{$\Gamma\models\psi$}. + \L{$\psi\in\Gamma$}? + \L{$\Gamma$} , + \L{$\psi$} \L{$\Gamma$}. \L{$\Gamma$} + \L{$\psi_{1},\psi_{2}\in\Gamma$} \L{$\Gamma\models\psi_{1}\wedge\psi_{2}$}. + \L{$\psi_{1}\in\Gamma$} \L{$\Gamma\models\psi_{1}\rightarrow\psi_{2}$} + \L{$\Gamma\models\psi_{2}$}. \L{$\psi_{1}$} +-\L{$\psi_{1}\rightarrow\psi_{2}$} \char`\"{} \L{$\Gamma$} + \L{$\Gamma\models\psi_{2}$}. + + +\section{ } + +\uline{ :} \L{$\Gamma$} + \L{$\psi$} \L{$\Gamma\models\psi$}. + + : \L{$\Gamma=\emptyset$}, \L{$\psi$} + . . ? + \L{$\Gamma$} \L{$\psi$} , \L{$\Gamma\models\psi$} + \L{$\Gamma_{0}\subseteq\Gamma$} \L{$\Gamma_{0}\models\psi$} +) ( \L{$({\displaystyle \bigwedge_{\varphi\in\Gamma_{0}}\varphi})\rightarrow\psi$} + . + +\uline{}: ? +\begin{enumerate} +\item . +\item \L{$\varphi$} \L{$\forall x\varphi$} . + : \L{$\varphi\rightarrow\forall x\varphi$} . +\item \L{$\forall x\varphi(x)$} \L{$\varphi(t)$} + \L{$t$}. : \L{$\forall x\varphi(x)\rightarrow\varphi(t)$} + . +\item \textbf{ \L{$\varphi\rightarrow\psi$} \L{$\varphi$} + \L{$\psi$} . }) + . \uline{ } \inputencoding{latin9}\L{Modus +Poneus}\inputencoding{cp1255}( +\end{enumerate} +\uline{:} \L{$\mathcal{L}$} \L{$Def(\mathcal{L})$} + \L{$\mathcal{L}$}. +\begin{definition} + ) \L{$\mathcal{L}$}( \L{$\left\langle \mathcal{A},\mathcal{I}\right\rangle $}: \end{definition} +\begin{enumerate} +\item \L{$\mathcal{A}\subseteq Def(\mathcal{L})$} ) ( + +\item \L{${\displaystyle \mathcal{I}\subseteq{\displaystyle \bigcup}_{i=1}^{\infty}F_{i}}$} + \L{$F_{n}$} \L{$f:Def^{n}(\mathcal{L})\rightarrow Def(\mathcal{L})$} +-\L{$\mathcal{I}$} . +\end{enumerate} +\uline{:} : +\begin{enumerate} +\item \L{$\varphi\in\mathcal{A}$} \L{$\varphi$} . + \uline{}. +\item \L{$f\in\mathcal{I}$} - \L{$\{\varphi_{1},...,\varphi_{n}\}\in dom(f)$} + \L{$\{\varphi_{1},...,\varphi_{n}\}\models f(\varphi_{1},...,\varphi_{n})$}. + \uline{}. +\end{enumerate} +\uline{}: \L{$\psi$} \L{$\psi_{1},...,\psi_{n}$} + \L{$\frac{\psi_{1},...,\psi_{n}}{\psi}$} + . +\begin{definition} + \L{$\left\langle \mathcal{A},\mathcal{I}\right\rangle $} + \L{$\Gamma$} \L{$\psi$} \textbf{} +), ( \L{$\Gamma$} , \L{$\Gamma\vdash\psi$}, + \L{$\varphi_{1},...,\varphi_{k}$} \L{$k\in\mathbb{N}$} + :\end{definition} +\begin{enumerate} +\item \L{$\psi=\varphi_{k}$} +\item \L{$1\le i\le k$} : + +\begin{enumerate} +\item \L{$\varphi_{i}$} . : +\item \L{$\varphi_{i}\in\Gamma$}. : +\item \L{$\varphi_{i}$} \char`\"{} +. \L{$j_{1},j_{2}<i$} \L{$\varphi_{i}$} +-\L{$\varphi_{j_{1}}$}-\L{$\varphi_{j_{2}}$} \char`\"{} +. +\end{enumerate} + + \L{$\varphi_{1},...,\varphi_{k}$} \char`\"{} + \L{$\psi$} -\L{$\Gamma$}. + +\end{enumerate} +\uline{:} \uline{} ) + , + \char`\"{} ( +)-\L{$\emptyset$}(. + + + ) (. +\begin{claim} + \L{$T$} ) ( \L{$\psi$} +-\L{$T\vdash\psi$} \L{$T\cup\{\psi\}$} . \end{claim} +\begin{proof} + \L{$\mathcal{M}\models T$} +\L{$\psi$} -\L{$T$} -\L{$\mathcal{M}\models\psi$}. -\L{$\psi$} + {\beginL 1\endL} -\L{$\psi$} + -\L{$\mathcal{M}$}, -\L{$\psi\in T$} + -\L{$\mathcal{M}\models\psi$} ) \L{$\mathcal{M}\models T$}(. + -\L{$\varphi_{1},...,\varphi_{k}$} \L{$\psi$} -\L{$T$} + .. -\L{$\psi=\varphi_{k}$} \L{$\varphi_{j_{1}},\varphi_{j_{2}}$} + \L{$j_{1},j_{2}<k$} \char`\"{} . +\L{$\mathcal{M}\models\varphi_{j_{1}}$} \L{$\mathcal{M}\models\varphi_{j_{2}}$}. + , \L{$\{\varphi_{j_{1}},\varphi_{j_{2}}\}\models\psi$} + \L{$\mathcal{M}\models\psi$}. \end{proof} +\begin{theorem} +\uline{ : } \L{$\Gamma$} -\L{$\psi$} + , \L{$\Gamma\cup\{\psi\}\vdash\phi$} \L{$\Gamma\vdash(\psi\rightarrow\phi)$} +)\L{$\phi$} (. +\end{theorem} +) , (. +\begin{definition} + \L{$\Gamma$} . ) + - + (.\end{definition} +\begin{remark} + \L{$\Gamma$} \L{$\Gamma\vdash\psi$} \L{$\psi$}. \end{remark} +\begin{proof} + \L{$\Gamma\vdash\sigma$} \L{$\sigma$}. \L{$\Gamma\rightarrow\psi$} + )\L{$\sigma$} \char`\"{} + \L{$\Sigma(P_{1},...,P_{n})$} -\L{$\Sigma(P_{1},...,P_{n})\rightarrow P$} + (. \L{$\Gamma\vdash\sigma$} + \L{$\Gamma\vdash\psi$}. \end{proof} +\begin{corollary} +) ( \L{$T$} \L{$\varphi$} -\L{$T\cup{\varphi}$} + -\L{$T\cup{\neg\varphi}$} .\end{corollary} +\begin{proof} + -\L{$T\cup{\varphi}$} -\L{$T\cup{\neg\varphi}$} +. \L{$\sigma$} -\L{$T\cup{\varphi}\vdash\sigma$} +-\L{$T\cup{\neg\sigma}\vdash\sigma$} . \L{$T\vdash\varphi\rightarrow\sigma$} +-\L{$T\vdash\neg\varphi\rightarrow\sigma$} . : \L{$(\varphi\rightarrow\sigma)\rightarrow((\neg\varphi\rightarrow\sigma)\rightarrow\sigma)$} + . \L{$\sigma$} +-\L{$T$}. -\L{$T$} .\end{proof} +\begin{corollary} + \L{$T$} \L{$T\subseteq T^{\prime}$} + \L{$\psi$} \L{$T^{\prime}\vdash\psi$} \L{$T^{\prime}\vdash\neg\psi$}. \end{corollary} +\begin{definition} + \L{$T$} \L{$\psi$} \L{$T\vdash\psi$} +\L{$T\vdash\neg\psi$} \uline{}.\end{definition} +\begin{proof} +) ( \L{$\mathcal{T}$} + \L{$T$} . \L{$\{T_{i}\}$} + -\L{$\mathcal{T}$} \L{$\bigcup T_{i}\in\mathcal{T}$}. +? ) (. \L{$T\subseteq T^{\prime}\in\mathcal{T}$} +. \L{$T^{\prime}$} . +\end{proof} + +\section{ - } +\begin{definition} + \L{$T$} \textbf{} \L{$\psi$} + -\L{$T\vdash\psi$} -\L{$T\vdash\neg\psi$}. + + \L{$T$} \L{$T$} +.\end{definition} +\begin{claim} + \L{$T$} \L{$T\subseteq T^{\prime}$}.\end{claim} +\begin{proof} + . \L{$\{T_{i}\}$} + ) ( \L{$\tilde{T}=\bigcup T_{i}$} +. ? \L{$\tilde{T}\vdash\sigma$} \L{$\sigma$} + \L{$\varphi_{1},...,\varphi_{k}\in\tilde{T}$} + \L{$\sigma$} -\L{$\tilde{T}$}. \L{$\varphi_{i}$} + \L{$T_{j_{i}}$} + \char`\"{} . \L{$j$} \L{$i$} +\char`\"{} \L{$\varphi_{i}$} \L{$\varphi_{i}\in T_{j}$} + \L{$\varphi_{i}$} . \char`\"{} \L{$\varphi_{1},...,\varphi_{k}$} + \L{$\sigma$} \L{$T_{j}$}. \L{$T_{j}$} - +.\end{proof} +\begin{theorem} + ) ( +\char`\"{}\char`\"{} \L{$T$} \L{$T$} +.\end{theorem} +\begin{corollary} +{]} {[} \char`\"{}. \L{$T$} + , \L{$\psi$} \L{$T\vdash\psi$} + \L{$T\models\psi$}.\end{corollary} +\begin{proof} + \L{$T\vdash\psi$} \L{$T\models\psi$} ) (. +, \L{$T\models\psi$} \L{$T\not\vdash\psi$} \L{$T\cup{\neg\psi}$} +. \L{$\mathcal{M}\models T\cup{\neg\psi}$} +.\end{proof} +\begin{remark} + \char`\"{} : \char`\"{}\char`\"{} + \L{$\varphi$} \L{$\emptyset\vdash\varphi$}.\end{remark} +\begin{proof} + . \L{$\emptyset\models\varphi$} + \L{$\varphi$} \L{$\emptyset\vdash\varphi$}. + , . \L{$T$} . + ) ( \L{$T$} . . \char`\"{} + \L{$T_{0}\subseteq T$} . + \L{${\displaystyle \psi=\bigwedge_{\varphi\in T_{0}}\varphi}$}. + \L{$\psi$} . \L{$\neg\psi$} . \L{$T\vdash\neg\psi$}. + \L{$T\vdash\psi$} \L{$T$} .\end{proof} +\begin{remark} + \L{$T$} \L{$T\models\varphi$} + \L{$T\models\neg\varphi$} \L{$\varphi$}. +\end{remark} + : +\begin{enumerate} +\item \L{$\mathcal{M}$} \L{$\mathcal{L}$}. +\L{$\mathcal{M}$} \L{$Th(\mathcal{M})=\{\psi:\mathcal{M}\models\psi\}$}. + , \L{$\mathcal{M}\not\models\varphi$} \L{$\mathcal{M}\models\neg\varphi$}. + \L{$\varphi\not\in Th(\mathcal{M})$} \L{$\neg\varphi\in Th(\mathcal{M})$}. \end{enumerate} +\begin{theorem} +)- (: \L{$\mathcal{M}$} ) +( \L{$\mathcal{L}$}. \L{$A\subseteq M$} ) \L{$\mathcal{M}$}( + \L{$A\subseteq\mathcal{M}^{\prime}\prec\mathcal{M}$} +-\L{$|\mathcal{M}^{\prime}|=|A|+|\mathcal{L}|$}. \end{theorem} +\begin{corollary} + \L{$T$} \L{$T$} + \L{$\aleph_{0}$}. \L{$T$} ) \inputencoding{latin9}\L{Vaught}\inputencoding{cp1255}(. \end{corollary} +\begin{proof} + . \L{$\varphi$} \L{$T_{1}=T\cup{\varphi}$} +-\L{$T_{2}=T\cup{\neg\varphi}$} . \L{$\mathcal{M}_{1}\models T_{1}$} +-\L{$\mathcal{M}_{2}\models T_{2}$}. ) +\L{$\emptyset=A\subseteq\mathcal{M}_{i}$}( \L{$\mathcal{M}_{i}^{\prime}\prec\mathcal{M}_{i}$} +\L{$\aleph_{0}=|\mathcal{M}_{i}^{\prime}|$} \L{$i=1,2$}. +\L{$\mathcal{M}_{i}\models T$} \L{$\mathcal{M}_{i}^{\prime}\models T$}. + \L{$\mathcal{M}_{2}^{\prime}\cong\mathcal{M}_{1}^{\prime}$}) +(. \L{$\mathcal{M}_{2}^{\prime}\models\varphi\iff\mathcal{M}_{1}^{\prime}\models\varphi$} + \L{$\mathcal{M}_{1}\models\varphi\rightarrow\mathcal{M}_{1}^{\prime}\models\varphi$} + \L{$\mathcal{M}_{2}\models\neg\varphi\rightarrow\mathcal{M}_{2}^{\prime}\models\neg\varphi$} +- . \end{proof} +\begin{corollary} +~\end{corollary} +\begin{enumerate} +\item \L{$T_{\approx}$} )\char`\"{} ( + . . +\item \L{$\mathcal{L}=\{\le\}$} - \L{$DLO$} + . \L{$DLO$} . +\item ) {\beginL 1\endL} {\beginL 2\endL}( + \L{$\aleph_{0}$} ) \L{$\aleph_{0}$} + ( {\beginL 2\endL} {\beginL 5\endL}. +\end{enumerate} + +\section{ } + +\uline{:} +\begin{itemize} +\item \L{$T$} \L{$\psi$} \L{$T\vdash\psi$} +\L{$T\vdash\neg\psi$} +\item \L{$T$} \L{$\aleph_{0}$} ), + \L{$\aleph_{0}$}( -\L{$T$} + \L{$T$} . +\end{itemize} +\uline{\L{$C$} - :} +\begin{itemize} +\item )( +\item +\item +\item , +\item - \char`\"{}\char`\"{} +\item , + +\item \char`\"{} \char`\"{} - + \char`\"{} \char`\"{}\end{itemize} +\begin{definition} + \L{$S$} \char`\"{} \L{$B$}, -\L{$Q$} + ) \L{$S$}( \char`\"{} \char`\"{} + \L{$q_{0}$}. \textbf{} \L{$\left\langle r,q,x,q^{\prime}\right\rangle $} + \L{$r\in S$}, \L{$q,q^{\prime}\in Q$}, \L{$x\in\{L,R\}\cup S$}. +\textbf{ } \L{$M=\left\langle I,S,q_{0},Q\right\rangle $} + \L{$I$} , . ): \L{$I$} + \L{$rqxq^{\prime},rqyq^{\prime\prime}\in I$} \L{$y=x$} +-\L{$q^{\prime}=q^{\prime\prime}$}.( +\end{definition} + \char`\"{} . + \char`\"{} \L{$B$} + . . + . + , + \char`\"{} , . + : \L{$r$} \L{$q$} + \L{$x\in\{L,R\}$} +\L{$q^{\prime}$}. \L{$x\in S$} \L{$x$} + \L{$q^{\prime}$}. \L{$I$} + \L{$I$} : \L{$S\times Q\rightarrow Q\times(S\cup\{L,R\})$}. +\begin{definition} +~ +\begin{enumerate} +\item \textbf{} \L{$m$} \L{$T$} \L{$(n,q,h)$} +: + +\begin{enumerate} +\item \L{$n\in\mathbb{Z}$} +\L{$n=0$}. +\item \L{$q\in Q$} +\item \L{$h:\mathbb{Z}\rightarrow S$} +. +\end{enumerate} +\item \char`\"{} \L{$T$} \L{$m$} \textbf{ +} \L{$m$} \L{$T$} \L{$m^{(T)}=(n^{*},q^{*},h^{*})$} +: + +\begin{enumerate} +\item \L{$m=(n,q,h)$} \L{$rqxq^{\prime}\in I$} \L{$r=h(n)$} +-\L{$q$} +\item )( \L{$n^{*}=\begin{cases} +n & x\in S\\ +n+1 & x=R\\ +n-1 & x=L +\end{cases}$} +\item )( \L{$q^{*}=q^{\prime}$} +\item )( \L{$h^{*}(m)=\begin{cases} +h(m) & m\not=n\\ +y & m=n +\end{cases}$} \L{$y=h(n)$} \L{$x\in\{L,R\}$} -\L{$y=x$} \L{$x\in S$} +. +\end{enumerate} +\item \textbf{} \char`\"{} \L{$T$} \L{$m_{0},m_{1},m_{2},...$} +: + +\begin{enumerate} +\item \L{$m_{0}=(0,q_{0},h^{0})$} \L{$h^{0}$} +\item \L{$i>0$} \L{$m_{i}=m_{i-1}^{(T)}$}. +\end{enumerate} +\item \char`\"{} \L{$T$} \textbf{} ) ( + \L{$m_{0},m_{1},...,m_{n}$} \L{$n\in\mathbb{N}$} +-\L{$M_{n}^{(T)}$} . +\end{enumerate} +~ +\begin{definition} + \char`\"{} \L{$T$} \L{$n$} )( +\L{$f_{T}^{n}=\mathbb{N}^{n}\rightarrow\mathbb{N}$} : \L{$n=0$}, +\L{$q=q_{0}$} , : \L{ +\begin{eqnarray*} +...BB\underset{1+x_{1}}{\underbrace{1...1}}B\underset{1+x_{2}}{\underbrace{1...1}}B...B\underset{1+x_{n}}{\underbrace{1...1}}BB... +\end{eqnarray*} +} \L{$m=f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n})$} \L{$T$} + \char`\"{} ) ( -\L{$m$} + . +\end{definition} +\end{definition} +~ +\begin{definition} + \L{$f:\mathbb{N}^{n}\rightarrow\mathbb{N}$} \textbf{ +\char`\"{} \char`\"{} } \char`\"{} \L{$T$} \L{$f_{T}^{n}=f$}, + \L{$f$} \L{$f_{T}^{n}$} + \L{$f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n})=f(x_{1},...,x_{n})$}. +\end{definition} + +\section{ - } +\begin{definition} + \L{$f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}$} \L{$f$} + \textbf{} )\char`\"{} ( \L{$T$} + \L{$(n_{1},...,n_{k})\in\mathbb{N}^{k}$} \L{$T$} + \L{ +\begin{eqnarray*} +...BB\underset{1+n_{1}}{\underbrace{1...1}}B\underset{1+n_{2}}{\underbrace{1...1}}B...B\underset{1+n_{k}}{\underbrace{1...1}}BB... +\end{eqnarray*} +} \L{$f(n_{1},...,n_{k})$} + \L{$f(n_{1},...,n_{k})$}. + +\uline{}: , \char`\"{} \L{$T$} +\L{$f_{T}^{n}$} \char`\"{} + ) (.\end{definition} +\begin{claim} + \L{$T$} \L{$T^{*}$} : +\begin{enumerate} +\item \L{$f_{T}^{n}=f_{T^{*}}^{n}$} \L{$n$} +\item \char`\"{} \L{$T^{*}$} \L{$S,E$} + \L{$T^{*}$} ) ( : +\L{$...BBS111...1EBB...$} +\item \L{$S$} +\item \L{$S,E$} -\L{$T^{*}$} \L{$\{1,B\}$}. +\end{enumerate} +\end{claim} +\begin{proof} +~ +\begin{enumerate} +\item ~ +\item \L{$q\in Q(T)$} \L{$T^{*}$} +\L{$q^{*}$}. \L{$rqxq^{\prime}\in I(T)$} \L{$rq^{*}x(q^{\prime})^{*}$}. + \L{$T^{*}$} : + +\begin{itemize} +\item \L{$S$} + +\begin{itemize} +\item \L{$Bq_{0}Lq_{1}$} +\item \L{$1q_{0}Lq_{1}$} +\item \L{$Bq_{1}Sq_{2}$} +\item \L{$Bq_{2}Lq_{3}$} +\end{itemize} +\item , \L{$E$} + +\begin{itemize} +\item \L{$Bq_{3}Rq_{4}$} +\item \L{$Bq_{4}Lq_{5}$} +\item \L{$Bq_{5}Eq_{r}$} +\item \L{$*q_{r}Lq_{r}$} )\L{$*$} \L{$B$} \L{$1$}( +\item \L{$Sq_{r}Rq_{0}^{*}$} +\item + +\begin{itemize} +\item \L{$1q_{3}Rq_{3}$} +\item \L{$1q_{4}Rq_{3}$} +\end{itemize} +\end{itemize} +\end{itemize} + + +\L{$S$} \L{$E$} . , +\L{$q^{*}$} : +\begin{itemize} +\item \L{$Sq^{*}B\tilde{q_{1}}$} +\item \L{$B\tilde{q_{1}}L\tilde{q_{2}}$} +\item \L{$B\tilde{q_{2}}S\tilde{q_{3}}$} +\item \L{$S\tilde{q_{3}}Rq^{*}$} +\item \L{$E$} +\end{itemize} + + . \L{$T$} + \L{$\hat{q}$} ) \L{$T$}(. + : +\begin{itemize} +\item \L{$*\hat{q}R\hat{q}$} ) \L{$*$} \L{$E$}( +\item \L{$E\hat{q}Bq_{w}$} +\item \L{$Bq_{w}Lq_{w}^{1}$} +\item \L{$*q_{w}^{1}E\hat{q}$} ) \L{$*$} \L{$1$} + \L{$S$}( +\item \L{$S$} \L{$E$}: + +\begin{itemize} +\item \L{$Sq_{w}^{1}Eq_{w}^{s}$} +\item \L{$Eq_{w}^{s}Lq_{w}^{s_{1}}$} +\item \L{$Bq_{w}^{s_{1}}Sq_{w}^{s_{2}}$} - +\end{itemize} +\item : + +\begin{itemize} +\item \L{$1q_{w}^{1}Eq_{w}^{d}$} +\item \L{$1q_{w}^{d}Lq_{w}^{d}$} +\item \L{$*q_{w}^{d}1\hat{q}$} )\L{$*$}- \L{$S$} \L{$1$}( +\item \L{$Sq_{w}^{d}1q_{w}^{s}$} +\item \L{$1q_{w}^{s}Lq_{w}^{s_{1}}$} +\end{itemize} +\end{itemize} +\item , \L{$S$}. + \L{$S$} \char`\"{} \char`\"{} + \L{$E$} , \L{$B$} + -\L{$S$} \L{$T$}. +: \L{$Sh$} \L{$...BBS...EBBB...$} + . \char`\"{} + \L{$B^{*}$} , : + +\begin{enumerate} +\item \L{$E$} +\item \L{$\alpha$} \char`\"{} ) \L{$B^{*}$}( + \L{$q_{\alpha}$}. : + +\begin{itemize} +\item \L{$\alpha q_{w}B^{*}q_{\alpha}$} +\item \L{$Bq_{\alpha}Lq_{\alpha}^{1}$} +\item \L{$B^{*}q_{\alpha}^{1}\alpha q_{w}$} +\end{itemize} + + \L{$\alpha$} . + \L{$S,E$} . + +\end{enumerate} +\item \char`\"{} \L{$n$} \L{$T^{*}$} + -\L{$i$} \char`\"{} \L{$T$} \char`\"{} \L{$n$}- + \L{$\underset{i}{\underbrace{11...1}}\underset{n-i}{\underbrace{BB...B}}$} +. \char`\"{} \char`\"{} \char`\"{} +\char`\"{} \L{$T$} \char`\"{} \L{$n$} + /\char`\"{} \L{$T^{*}$}. \char`\"{} + \L{$i$} \char`\"{} \char`\"{} +\L{$n$} \char`\"{} \L{$n$}- + \L{$n$}- \L{$\underset{i}{\underbrace{11...1}}\underset{n-i}{\underbrace{BB...B}}$}. +\char`\"{} . : \L{$1$} +\char`\"{} \L{$T$} \char`\"{} \L{$\underset{n-1}{1\underbrace{BB...B}}$} +\L{$f_{T^{*}}^{n}=f_{T}^{n}$} \L{$n$}. +\end{enumerate} +\end{proof} + {\beginL 2,3,4\endL} +. {\beginL 1\endL} + \char`\"{} . + +. -\L{$S$}. +\begin{claim} + -\L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} - \L{$g:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + \L{$f\circ g$} .\end{claim} +\begin{proof} + \L{$T_{f},T_{g}$} \L{$f_{T_{f}}^{\prime}=f$} +\L{$g_{T_{g}}^{\prime}=g$} . \L{$f$} + \L{$q^{*}$}. : +\begin{enumerate} +\item \L{$T_{g}$}. +\item \L{$S$}, \L{$1$}, \L{$E$}, + \L{$q_{0}^{*}$} +\item \L{$T_{f}$} \L{$*q\star q_{1}$} + \L{$*q^{*}\star q_{1}^{*}$}. +\end{enumerate} +\end{proof} +\begin{claim} + \char`\"{}\char`\"{}: +\L{ +\begin{eqnarray*} +\mu_{x_{1}}(g(x_{1},...,x_{n})) & = & \begin{cases} +a & (*)\\ +undefined & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} +} {*} .... +\end{claim} + +\section{ } + + : +\begin{itemize} +\item \L{$1$} - {\beginL 1\endL} +\item \L{$0$} - {\beginL 0\endL} +\item \L{$x+y$} - +\item \L{$\Pi_{k}^{n}(x_{1},...,x_{n})=x_{k}$} \L{$k<n\in\mathbb{N}$} + ) \L{$k,n$}( +\item \L{$x\cdot y$}? \L{$y$} + \L{$y$} . - . +\item \L{$C_{<}(x,y)=\begin{cases} +1 & x<y\\ +0 & else +\end{cases}$}? ) \L{$x$} \L{$y$}...( +\item : \L{$f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}^{m}$} -\L{$g:\mathbb{N}^{m}\rightarrow\mathbb{N}^{r}$} + \L{$f\circ g$} .\end{itemize} +\begin{definition} +\L{$f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}^{m}$} +\L{ +\begin{eqnarray*} +f(x_{1},...,x_{k}) & = & (f_{1}(x_{1},...,x_{k}),...,f_{m}(x_{1},...,x_{k})) +\end{eqnarray*} +} \L{$f_{i}$} \L{$1\le i\le m$} . + + + \char`\"{} + . \L{$\mathbb{N}^{k}$} +\L{$k$} . , +: \L{$1q_{0}Lq_{2},\, Bq_{2}Lq_{1},\,*q_{1}Lq_{1}$} ) + - \L{$0$} (. \end{definition} +\begin{claim} + \L{$g(x_{1},...,x_{n}):\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}$} + . \L{ +\begin{eqnarray*} +h(x_{2},...,x_{k}) & = & \mu_{x_{1}}(g(x_{1},...,x_{k}))=\begin{cases} +t & g(t,x_{2},...,x_{k})=0\wedge\\ + & (\forall z<t)(g(z,x_{2},...,x_{k})>0)\\ +undefined & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} +} \L{$g$} \L{$h$} . \L{$\mu$} + \char`\"{}\char`\"{}.\end{claim} +\begin{proof} +)( \L{$T$} \L{$g$} ) \L{$f_{T}^{k}=g$}(. +\char`\"{} \char`\"{} - \L{$T$} \L{$0,x_{2},...,x_{k}$}. + \L{$g$} \L{$(0,x_{2},...,x_{k})$} + \L{$h(x_{2},...,x_{k})$} . + \L{$0$}. , \L{$0$} \L{$h(0,x_{2},...,x_{k})=0$} +. , \L{$1,x_{2},...,x_{k}$} +'. \char`\"{} , +\L{$t$} \L{$g(t,x_{2},...,x_{k})=0$}, \L{$g(t^{\prime},x_{2},...,x_{k})$} + \L{$t^{\prime}<t$}. ? + : +\begin{enumerate} +\item \L{$t$} \L{$g(t,x_{2},...,x_{k})$} \L{$g(t^{\prime},x_{2},...,x_{k})>0$} + \L{$t^{\prime}<t$}. +\item \L{$g(t,x_{2},...,x_{k})>0$} \L{$t$}. + \L{$h$} . +\end{enumerate} + + : . +\L{$S$}. \L{$T^{*}$} \L{$x_{2},...,x_{k}$} + \L{$S$} \L{$1B$} . \L{$T^{*}$} + \L{$T$} \L{$0,x_{2},...,x_{k}$} ) + \L{$T$} ( \L{$S$}. + \L{$S$} \L{$E$} ) + \L{$T$} (. \L{$S$} \L{$E$} \L{$1$}, + \L{$T^{*}$} \L{$T^{*}$} ) \L{$S$}( + . \L{$S$} \L{$E$} \L{$1$} + \L{$T^{*}$}, \L{$1$} \L{$B$} + . + +\end{proof} +\begin{definition} + \L{$f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}^{m}$} / + \L{$\{x+y,x\cdot y,C_{<}(x,y),\Pi_{k}^{n}(x_{1},...,x_{n}),1,0\}$} + \L{$\mu_{x}$}. +, / / +\L{$\mathbb{N}^{k}$} \L{$\mathbb{N}^{m}$} / +\char`\"{} / \L{$\mu_{x}$}. \end{definition} +\begin{theorem} + \L{$f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}^{m}$} + . + + . \uline{:} +\L{$n\mapsto n!$} . . +: \L{$f(m)=\begin{cases} +n & m=2^{n}\\ +0 & m=1\, or\, else +\end{cases}$} ?\end{theorem} +\begin{definition} + \L{$A\subseteq\mathbb{N}^{m}$} \L{$\chi_{A}=\mathbb{N}^{m}\rightarrow\mathbb{N}$} + \L{ +\begin{eqnarray*} +\chi_{A}(x) & = & \begin{cases} +1 & x\in A\\ +0 & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} +}. \L{$\chi_{A}$} \textbf{ } \L{$A$}. +\begin{definition} + \L{$A\subseteq\mathbb{N}^{m}$} \textbf{} \L{$\chi_{A}$} + .\end{definition} +\begin{claim} + , , + . +\end{claim} +\end{definition} +\begin{proof} +~ +\begin{itemize} +\item \L{$A$} \L{$\chi_{A}(x)=C_{<}(\chi_{A}(x),1)$}. +\item \L{$A,B$} \L{$\chi_{A\cap B}(x)=\chi_{A}(x)\cdot\chi_{B}(x)$}. +\item \L{$\chi_{A\cup B}(x)=C_{<}(0,\chi_{A}(x)+\chi_{B}(x))$} -. +\end{itemize} + +, , \L{$A(x,y)=(x\le y)$} . + \L{$C_{<}(x,y)$} -\L{$x=y$}. + +\end{proof} +\begin{claim} +) (: \L{$f_{1},...,f_{n}$} \L{$k$}-, +-\L{$A_{1},...,A_{n}\subseteq\mathbb{N}^{k}$} , \L{$\bigcup_{i=1}^{n}A_{i}=\mathbb{N}^{k}$}. + \L{ +\begin{eqnarray*} +f(x) & = & \begin{cases} +f_{1}(x) & x\in A_{1}\\ +\vdots & \vdots\\ +f_{n}(x) & x\in A_{n} +\end{cases} +\end{eqnarray*} +} . \end{claim} +\begin{proof} +\L{$\sum_{i=1}^{n}f_{i}(x)\cdot\chi_{A_{i}}(x)$} + \L{$\chi_{A_{i}}$} , \L{$f_{i}$} . +\end{proof} + +\section{ - } +\begin{definition} + \L{$A\subseteq\mathbb{N}^{k+1}$} , \L{$k+1$} . + : \L{ +\begin{eqnarray*} +\mu_{x<z}(A(x,\bar{y})) & = & \begin{cases} +t & t<z\wedge\mu_{x}(\chi_{A}(x,\bar{y}))=t\\ +z & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} +}.\end{definition} +\begin{claim} + \L{$A\subseteq\mathbb{N}^{k+1}$} \L{$h(z,\bar{y})\equiv\mu_{x<z}(A(x,\bar{y}))$} +.\end{claim} +\begin{proof} + {]} +?{[}. -\L{ +\begin{eqnarray*} +h(z,\bar{y}) & = & \mu_{x}(\chi_{A}(x,\bar{y})\cdot C_{=}(x,z)) +\end{eqnarray*} +} \L{$C_{=}(x,z)=0\iff x=z$}, . +\L{$h(z,\bar{y})$} , . \end{proof} +\begin{corollary} + \L{$A\subseteq\mathbb{N}^{k+1}$} \L{$B(z,\bar{y})\equiv(\exists x<z)(A(x,\bar{y}))$} + .\end{corollary} +\begin{proof} +\L{$(z,\bar{y})\in B\iff C_{<}(h(z,\bar{y}),z)=1$}. +\L{$\chi_{B}$} . \L{$C_{<}(h(z,\bar{y}),z)=\chi_{B}$}? + \L{$0,1$} +\L{$(z,\bar{y})$} \L{$\chi_{B}(z,\bar{y})=1\iff C_{<}(h(z,\bar{y}),z)=1$} +. \L{ +\begin{eqnarray*} +\chi_{B}(z,\bar{y}) & = & 1\iff(\exists x<z)(A(x,\bar{y}))\iff h(z,\bar{y})<z +\end{eqnarray*} +}. +\end{proof} + . +\uline{ }: +) (. + +\uline{:} \L{$\beta:\mathbb{N}^{2}\rightarrow\mathbb{N}$} + \L{$\bar{a}=\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $} + \L{$c_{\bar{a}}\in\mathbb{N}$} ) ( +: +\begin{enumerate} +\item \L{$\beta(c_{\bar{a}},0)=n$} +\item \L{$i\le\beta(c_{\bar{a}},0)$} \L{$\beta(c_{\bar{a}},i)=a_{i}$} +\item ) ( \L{$\beta(c_{\bar{a}},i)<c_{\bar{a}}$} +\L{$i\le\beta(c_{\bar{a}},0)$} .\end{enumerate} +\begin{claim} +) {\beginL 1\endL}( \L{$Pr:\mathbb{N}^{2}\rightarrow\mathbb{N}$} + \char`\"{} . {]} \L{$Pr$} +\L{$Pr(x,y)\ge max\{x,y\}$}{[}. +\begin{proof} +\L{$Pr(x,y)$} \L{$(x,y)$} : + +\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|c|c|} +\hline + & \R{{\beginL \textbf{0}\endL}} & \R{{\beginL \textbf{1}\endL}} & \R{{\beginL \textbf{2}\endL}} & \R{{\beginL \textbf{3}\endL}} & \R{{\beginL \textbf{4}\endL}} & \R{{\beginL \textbf{5}\endL}} & \R{{\beginL \textbf{6}\endL}}\tabularnewline +\hline +\hline +\R{{\beginL \textbf{0}\endL}} & \R{{\beginL 0\endL}} & \R{{\beginL 1\endL}} & \R{{\beginL 3\endL}} & \R{{\beginL 6\endL}} & \R{{\beginL 10\endL}} & \R{{\beginL 15\endL}} & \R{\L{$\swarrow$}}\tabularnewline +\hline +\R{{\beginL \textbf{1}\endL}} & \R{{\beginL 2\endL}} & \R{{\beginL 4\endL}} & \R{{\beginL 7\endL}} & \R{{\beginL 11\endL}} & \R{{\beginL 16\endL}} & \R{\L{$\swarrow$}} & \R{\L{$\vdots$}}\tabularnewline +\hline +\R{{\beginL \textbf{2}\endL}} & \R{{\beginL 5\endL}} & \R{{\beginL 8\endL}} & \R{{\beginL 12\endL}} & \R{{\beginL 17\endL}} & \R{\L{$\swarrow$}} & \R{\L{$\vdots$}} & \tabularnewline +\hline +\R{{\beginL \textbf{3}\endL}} & \R{{\beginL 9\endL}} & \R{{\beginL 13\endL}} & \R{{\beginL 18\endL}} & \R{\L{$\swarrow$}} & \R{\L{$\vdots$}} & & \tabularnewline +\hline +\R{{\beginL \textbf{4}\endL}} & \R{{\beginL 14\endL}} & \R{{\beginL 19\endL}} & \R{\L{$\swarrow$}} & \R{\L{$\vdots$}} & & & \tabularnewline +\hline +\R{{\beginL \textbf{5}\endL}} & \R{{\beginL 20\endL}} & \R{\L{$\swarrow$}} & \R{\L{$\vdots$}} & & & & \tabularnewline +\hline +\R{{\beginL \textbf{6}\endL}} & \R{\L{$\swarrow$}} & \R{\L{$\vdots$}} & & & & & \tabularnewline +\hline +\end{tabular} + + \L{$\frac{1}{2}(x+y)\cdot(x+y+1)+x$}. + : +\begin{enumerate} +\item \L{$Pr(x,y)$} +\item \L{$Pr(x,y)\ge x$} \L{$Pr(x,y)\ge y$} +\item \char`\"{} ) - + (. +\end{enumerate} +\end{proof} +\end{claim} +~ +\begin{claim} +) {\beginL 2\endL} - ( \L{$n\in\mathbb{N}$}, +\L{$m_{1},...,m_{n}$} . \L{$k_{1},...,k_{n}$} + )\char`\"{} \L{$k_{i}<m_{i}$} + (. \L{$b\in\mathbb{N}$} \L{$b\equiv_{m_{i}}k_{i}$} + \L{$1\le i\le n$} . \end{claim} +\begin{proof} + \L{$d{\displaystyle =\prod_{i=1}^{n}}m_{i}$}. \L{$b<d$} + \L{$\bar{b}=\left\langle b\, mod\, m_{1},...,b\, mod\, m_{n}\right\rangle $}. + \L{$d$} n- . \L{$b\mapsto\bar{b}$} +\char`\"{} ) \L{$d$}(. + \L{$\bar{b}_{1}=\bar{b}_{2}$} \L{$b_{1}\equiv_{m_{i}}b_{2}$} + \L{$i$}, \L{$b_{1}-b_{2}\equiv_{m_{i}}0$}, \L{$m_{i}|b_{1-b_{2}}$} +)\char`\"{} \L{$b_{1}>b_{2}$}( \L{$1\le i\le n$}. \L{$b_{1}-b_{2}$} + \L{$m_{i}$}. \L{$m_{i}$} + \L{$d$}. \L{$b_{1}-b_{2}<d$} + . \end{proof} +\begin{claim} +) {\beginL 3\endL}( \L{$n\in\mathbb{N}$} \L{$\{1+i\cdot(n!)\}_{i=1}^{n}$} +. \end{claim} +\begin{proof} + \L{$p$} \L{$1+i(n!)$} \L{$1+j(n!)$} + \L{$i>j$}. : \L{$p|(i-j)\cdot(n!)$} . \L{$p$} + \L{$i-j$} \L{$n!$}. \L{$i-j<n$} +\L{$p$} \L{$n!$}. \L{$p$} \L{$1+i(n!)$} + . \end{proof} +\begin{claim} + \L{$\gamma(z,y,i)=Rem(z,1+y(i+1))$} \L{$Rem(t_{1},t_{2})$} + \L{$t_{1}$} -\L{$t_{2}$}. : +\begin{enumerate} +\item \L{$\gamma(z,y,i)$} . ? \L{$Rem(t_{1},t_{2})$} +. \L{$Rem(t_{1},t_{2})=\mu_{z}(t_{2}|t_{1}-z)$} \L{$t_{2}|t_{1}$} + , \char`\"{} \L{$(\exists x<t_{2})(x\cdot t_{2}=t_{1})$}. +\item \L{$\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $} + \L{$y,z$} \L{$0<i\le n$} \L{$\gamma(z,y,i)=a_{i}$}. +? \L{$k>n$} \L{$y=k!$}. {\beginL 3\endL} + \L{$z$} \L{$\gamma(z,y,i)=a_{i}$} \L{$i\le n$}. +\item )( \L{$\gamma(z,y,i)\le z$} \L{$z,y,i$}. +\end{enumerate} +\end{claim} + \L{$\beta(b,i)$} \L{$\gamma(Pr^{L}(b),Pr^{R}(b),i)$} + \L{$Pr^{L}(b)=\Pi_{1}(Pr^{-1}(b))$} -\L{$Pr^{R}(b)=\Pi_{2}(Pr^{-1}(b))$}. + \L{$Pr^{L},Pr^{R}$} . + + +\section{} + +\uline{:} \L{$A(x,y)$} \L{$(\exists x<z)A(x,\bar{y})$} + . \L{ +\begin{eqnarray*} +(\mu_{x<z})A(x,\bar{y}) & = & \begin{cases} +t & \mu_{x}(\chi_{A}(x,\bar{y}))=t,\, t<z\\ +z & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} +} . \L{$\mu_{x}(\chi_{\neg A}(x,\bar{y})\cdot C=(x,z))$}. + + \L{$\beta:\mathbb{N}^{2}\rightarrow\mathbb{N}$} + \L{$\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $} + \L{$\bar{a}\in\mathbb{N}$} \L{$\beta(\bar{a},0)=n$} +\L{$1\le1\le n$} \L{$\beta(\bar{a},i)=a_{i}$}. +\begin{claim} + \L{$(x,y)\underset{Pr}{\mapsto}\frac{(x+y)^{2}+(x+y)}{2}+x$} + \char`\"{} \L{$\mathbb{N}^{2}$} \L{$\mathbb{N}$}. +\end{claim} +~ +\begin{claim} + \L{$m_{1},...,m_{k}$} \L{$a_{1},...,a_{k}$} + \L{$b\in\mathbb{N}$} \L{$b\equiv_{m_{i}}a_{i}$} +\L{$i$}. +\end{claim} +~ +\begin{claim} + \L{$n\in\mathbb{N}$} \L{$1+n!,1+2(n!),...,1+n(n!)$} + . +\end{claim} +~ +\begin{claim} + \L{$\gamma(z,g,i)=Rem(z,1+y(i+1))$} : +\begin{enumerate} +\item \L{$\gamma$} +\item \L{$\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $} +\L{$z,y$} \L{$1\le i\le n$} \L{$a_{i}=\gamma(z,y,i)$} +\item \L{$\gamma(z,y,i)\le z$} +\end{enumerate} + + \L{$2$} \L{$max\{a_{i},n\}_{i=1}^{n}<k$} \L{$y=k!$} +. {\beginL 3\endL} \L{$1+y(i+1)$} . + \L{$z$} . , \L{$z$} + \L{$i$} \L{$z\equiv_{i+y(i+1)}a_{i}$}. \L{$a_{i}=Rem(z,1+y(i+1))$} + \L{$a_{i}<1+y(i+1)$}. + +\end{claim} +~ +\begin{claim} + \L{$\beta(y,i)=\gamma(Pr^{L}(y),Pr^{R}(y),i)$} + \L{$Pr^{L}(y)=\Pi_{1}Pr^{-1}(y)$} \L{$Pr^{R}(y)=\Pi_{2}Pr^{-1}(y)$} +. \end{claim} +\begin{proof} + {\beginL 4\endL} \L{$\beta(y,i)$} . + \L{$\left\langle a_{1},...,a_{n}\right\rangle $} + {\beginL 4\endL} ){\beginL 2\endL}( \L{$t_{1},t_{2}\in\mathbb{N}$} + \L{$\gamma(t_{1},t_{2},i)=a_{i}$} \L{$1\le i\le n$}. + \L{$\left\langle n,a_{1},...,a_{n}\right\rangle $}, + \L{$t_{1},t_{2}$} \L{$y=Pr(t_{1},t_{2})$} +\L{$\beta(y,0)=\gamma(t_{1},t_{2},0)=n$} \L{$\beta(y,i)=\gamma(t_{1},t_{2},i)=a_{i}$}. + \L{$\beta$} . \L{$Pr^{-1}(y)$} + /. \L{$Pr$} . + \L{ +\begin{eqnarray*} +\Pi_{1}(Pr^{-1}(y)) & = & \mu_{t_{1}}[(\exists t_{2})Pr(t_{1},t_{2})=y]=\mu_{t_{1}}((\exists t_{2}<y)Pr(t_{1},t_{2})=y) +\end{eqnarray*} +} +\end{proof} + \L{$\beta$} \char`\"{}. +\begin{definition} + \L{$x$} \L{$x^{\prime}<x$} \L{$\beta(x^{\prime},0)=\beta(x,0)$} + \L{$i\le\beta(x,0)$} \L{$\beta(x^{\prime},i)=\beta(x,i)$}. \end{definition} +\begin{claim} + \L{$\theta(x)$} \char`\"{}\L{$x$} \char`\"{} + . \end{claim} +\begin{proof} +\L{$\theta(x)=\neg(\exists x^{\prime}<x)[i\le\beta(x,0)\rightarrow\beta(x^{\prime},i)]=\beta(x,i)$} +. +\end{proof} +, , \L{$T$} \L{$n\in\mathbb{N}$} + \L{$f_{T}^{n}$} . \L{$T$} +\L{$n\in\mathbb{N}$} \L{$f_{T}^{n}$}. + . \L{$f_{T}^{n}$} + \L{$T$} + . , \char`\"{}, \L{$T$} +: +\begin{enumerate} +\item \char`\"{} \L{$T$} \L{$\{1,B\}$} ' +\L{$\{S,E\}$}. +\item \L{$\hat{q}$} , +\L{$\hat{q}$} . +\item \L{$S$} \L{$S$} \L{$E$} + . +\end{enumerate} + \L{$T$} \L{$\{1,B\}$} + \char`\"{} \L{$\{1,0\}$} \L{$\{S,E\}$} +\char`\"{} \L{$\{2,3\}$} \char`\"{} +\L{$\{4,...,k\}$} \L{$q_{0}$} \char`\"{} \L{$4$} \L{$\hat{q}$} + \char`\"{} \L{$k$}. + +, \L{$T$} \L{$\left\langle n,q,h\right\rangle $} + \L{$n$} \L{$S$} \L{$0$}, \L{$q$} + , -\L{$h:\mathbb{Z}\rightarrow\{0,1,2,3\}$} + . \L{$h$} + \L{$S$} \L{$E$}. \char`\"{} + :\L{ +\[ +\left\langle \alpha_{1},\alpha_{2},...,\alpha_{n},q,\alpha_{n+1},...,\alpha_{r}\right\rangle +\] +} \L{$\alpha_{1}=2,\, a_{r}=3$} \L{$1<i<r$} \L{$a_{i}\in\{0,1\}$}. +\begin{claim} +){\beginL 1\endL}( \L{$\varphi(x)$} \char`\"{}\L{$x$} + \L{$T$}\char`\"{} . \end{claim} +\begin{proof} + \char`\"{} : +\begin{enumerate} +\item \L{$\theta(x)$} - \L{$x$} . +\item \L{$0<i\le\beta(x,0)$} \L{$\beta(x,i)\in\{0,...,k\}$} +\item \L{$\beta(x,1)=2$} \L{$\beta(x,\beta(x,0))=3$} +\item \L{$0<i\le\beta(x,0)$} \L{$\beta(x,i)\in\{4,...,k\}$}. +\end{enumerate} + + - . + +\end{proof} +\begin{claim} +){\beginL 2\endL}( \L{$\varphi_{s}(x)$}, \char`\"{}\L{$x$} + \L{$T$}\char`\"{}, \char`\"{}\L{$x$} + \L{$T$}\char`\"{} - .\end{claim} +\begin{proof} +\L{$\varphi_{S}(x)$} \L{$\varphi(x)$} +\L{$\beta(x,2)=4$}. \L{$\varphi_{E}(x)$} \char`\"{} \L{$\beta(x,2)=k$}. \end{proof} +\begin{claim} +){\beginL 3\endL}( \L{$\varphi(x,y)$} \char`\"{}\L{$x,y$} + \L{$T$} \L{$y$} \L{$x$} \L{$T$}\char`\"{} + .\end{claim} +\begin{proof} + \L{$\varphi(x),\varphi(y)$} +\L{$y$} \L{$x$}. \L{$p\in I(T)$} ) +\L{$T$}( \L{$\varphi_{p}(x,y)$} \L{$x,y$} + \L{$T$} -\L{$y$} \L{$x$} \L{$p$} \L{$x$} + \L{$p$}. \char`\"{}\L{$x$} +\L{$p$} \char`\"{} \L{$\varphi(x)$} \L{$\beta(x,i)>3$} +\L{$i>1$} \L{$p$} \L{$\beta(x,i-1)\beta(x,i)**$}. + \L{$p$} \L{$\left\langle \alpha,q,\alpha^{\prime},q^{\prime}\right\rangle $} + \L{$x$} \L{$p$} \L{$\beta(x,i-1)=\alpha,\beta(x,i)=q$}. + \L{$\varphi_{p}(x)$}. \L{$y$} \L{$x$} +\L{$p$} \L{$\varphi(x),\varphi(y)$}. \L{$\varphi_{p}(x)$} + \L{$p$}. \L{$p=\left\langle \alpha,q,\alpha^{\prime},q^{\prime}\right\rangle $} + \L{$\alpha^{\prime}\in\{0,1\}$}. \L{$y$} \L{$x$} +\char`\"{} \L{$p$}? \L{$x=\left\langle \alpha_{1},...,\alpha_{i},q,\alpha_{i+1},...,\alpha_{k}\right\rangle ,y=\left\langle \alpha_{1},...,\alpha_{i},q^{\prime},\alpha_{i+1},...,\alpha_{k}\right\rangle $}. + : +\begin{enumerate} +\item \L{$i_{0}$} \L{$i$} \L{$i\le\beta(x,0)$} +-\L{$\beta(x,i_{0})\in\{4,...,k\}$}. +\item \L{$\beta(y,i_{0})=q^{\prime},\beta(y,i_{0}-1)=\alpha^{\prime}$} + \L{$\beta(y,j)=\beta(x,j)$}. +\end{enumerate} + + . \L{$\varphi_{p}(x,y)$} +. \L{$y$} \L{$x$} \L{${\displaystyle \varphi(x)\wedge\varphi(y)\wedge\bigvee_{p\in I}\varphi_{p}(x,y)}$} +. + +\end{proof} +\begin{claim} +){\beginL 4\endL}( \L{$\rho(x)$} \char`\"{}\L{$x$} + \L{$T$}\char`\"{} .\end{claim} +\begin{proof} +~ +\begin{enumerate} +\item \L{$\theta(x)$} - \L{$x$} . +\item \L{$\varphi_{S}(\beta(x,1))$} \L{$x$} + \L{$T$}. +\item \L{$\varphi_{E}(\beta(x,\beta(x,0)))$} - + \L{$T$}. +\item \L{$1\le i<\beta(x,0)$} \L{$\varphi(\beta(x,i),\beta(x,i+1))$} + \char`\"{} + . +\end{enumerate} +\end{proof} +\begin{claim} +){\beginL 5\endL}( \L{$f_{E}(x)=n$} \L{$n$} + \L{$x$} \L{$T$} \L{$n$} +. {\beginL 0\endL} . : \L{$\chi_{\varphi_{E}}(x)\cdot(\beta(x,0)-3)$} +. +\end{claim} + +\section{} + + . +\begin{claim} +){\beginL 1\endL}( \L{$\varphi(x)$} \char`\"{}\L{$x$} + \L{$T$}\char`\"{} . +\end{claim} +~ +\begin{claim} +){\beginL 2\endL}( \L{$\varphi_{s}(x)$}, \char`\"{}\L{$x$} + \L{$T$}\char`\"{}, \char`\"{}\L{$x$} + \L{$T$}\char`\"{} - . +\end{claim} +~ +\begin{claim} +){\beginL 3\endL}( \L{$\varphi(x,y)$} \char`\"{}\L{$x,y$} + \L{$T$} \L{$y$} \L{$x$} \L{$T$}\char`\"{} + . +\end{claim} +~ +\begin{claim} +){\beginL 4\endL}( \L{$\rho(x)$} \char`\"{}\L{$x$} + \L{$T$}\char`\"{} . +\end{claim} +~ +\begin{claim} +){\beginL 5\endL}( \L{$\varphi_{E}(x)=n$} \L{$n$} + \L{$x$} \L{$T$} \L{$n-1$} + . {\beginL 0\endL} . : \L{$\chi_{\varphi_{E}}(x)\cdot(\beta(x,0)-3)$} +. \L{$\varphi_{E}(x)=0$} . +\end{claim} +~ +\begin{claim} + \char`\"{}\L{$x$} \L{$T$} +\L{$x_{1},...,x_{n}$}\char`\"{} . \L{$\varphi_{s}(x,x_{1},...,x_{n})$}. +\end{claim} + \L{$f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n})$} + . : \L{ +\begin{eqnarray*} +f(x_{1},...,x_{n}) & = & \varphi_{E}(\mu_{x}^{*}(\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x),x_{1},...,x_{n}))) +\end{eqnarray*} +} \L{$\varphi_{s,0}(x)=\beta(x,1)$} - \L{$x$} +, \L{$\mu_{x}^{*}(A(x,y))$} \L{$x$} +\L{$\chi_{A}(x,y)=1$}. +\begin{claim} +\L{$f(x_{1},...,x_{n})=f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n})$} \L{$f$} + \L{$T$} \L{$x_{1},...,x_{n}$} .\end{claim} +\begin{proof} + . \L{$T$} + \L{$x_{1},...,x_{n}$} \L{$x$} \L{$\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x_{1},...,x_{n}))$} +- \L{$x$} \L{$T$} +\L{$x_{1},...,x_{n}$}. \L{$x_{0}$} + \L{ +\begin{eqnarray*} +x_{0} & = & \mu_{x}^{*}(\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x),x_{1},...,x_{n})) +\end{eqnarray*} +} \L{$x^{\prime}<x_{0}$} \L{$\chi_{\rho(x)}\cdot\chi_{\varphi_{s}}$} + \L{$\mu_{x}^{*}$}, \L{ +\begin{eqnarray*} +f(x_{1},x_{n}) & = & \varphi_{E}(x_{0})\overset{def}{=}f_{T}^{n}(x_{1},...,x_{n}) +\end{eqnarray*} +} \L{$T$} \L{$x_{1},...,x_{n}$} \L{$\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x),x_{1},...,x_{n})$} + \L{$\mu_{x}^{*}(\rho(x)\wedge\varphi_{s}(\varphi_{s,0}(x),x_{1},...,x_{n}))$} + . +\end{proof} + , + . )( + , . +\char`\"{} ) \char`\"{} + \L{$\{0..k\}$}(. \L{$k+1$} + \L{$L$} \L{$k+2$} \L{$R$} + . , +\L{$T$} \L{$\left\lceil T\right\rceil $} \L{$T$}. + \L{$e\in\mathbb{N}$} \char`\"{} \L{$T_{e}$} + -\L{$e$} . \L{$n\in\mathbb{N}$} + \char`\"{} \L{$n-e$} + . +\begin{theorem} + \L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} +\L{ +\begin{eqnarray*} +f(e) & = & \begin{cases} +1 & T_{e}\, halts\, on\, input\,0\\ +0 & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} +}\end{theorem} +\begin{proof} + \L{$f$} \char`\"{}. \L{$g:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} +\char`\"{} \L{ +\begin{eqnarray*} +g(e) & = & \begin{cases} +T_{e}(e)+1 & f(e)=1\\ +0 & else +\end{cases} +\end{eqnarray*} +} ) , ( \L{$g$} + ) (, , \char`\"{} \L{$e_{0}$}. : + \L{$T_{e_{0}}(e_{0})=g(e_{0})$} \L{$g(e_{0})=T_{e_{0}}(e_{0})+1$}.\end{proof} +\begin{corollary} + \L{$A\subseteq\mathbb{N}$} \char`\"{} \L{$e\in A\iff T_{e}(e)\, halts$} + . \L{$A$} \char`\"{} +\L{$T$}. ? \L{$T_{e}(e)$} , + . , \L{$\mathcal{U}$} \char`\"{} + \L{$\mathcal{U}(e,e)$} \L{$e\in A$}. + \L{$e$} \L{$\mathcal{U}(x,x)$}. \end{corollary} +\begin{definition} + \L{$T$} \L{$f_{T}^{2}(e,n)=T_{e}(n)$} + \L{$(e,n)\in\mathbb{N}^{2}$} ) \L{$T_{e}$} + \L{$n$} \L{$f_{T}^{2}(e,n)$} (.\end{definition} +\begin{theorem} + .\end{theorem} +\begin{proof} + , , \char`\"{} . : + . \L{$f_{T}^{2}(e,n)$} . + : +\begin{itemize} +\item \L{$\theta(x)$} - \L{$x$} . +\item \L{$\theta_{1}(x)$} - \L{$x$} . \L{$x$} + . + . +\item \L{$\varphi(e,x)$} - \L{$e$} -\L{$x$} + \L{$e$}. +\item \L{$\varphi(e,x,y)$}- \L{$e$} \char`\"{}, \L{$x,y$} + \L{$e$} -\L{$y$} \L{$x$} \L{$e$}. +\end{itemize} + + . + +\end{proof} +\begin{definition} + \L{$A\subseteq\mathbb{N}$} )\char`\"{} + \char`\"{} - ( \L{$A$} + . + + \char`\"{} .\end{definition} +\begin{theorem} + \L{$A\subseteq\mathbb{N}$}: +\begin{enumerate} +\item \L{$A$} \char`\"{} ) ( +\item \L{$A$} +\item \L{$A$} +\item \L{$A$} \L{$\left\{ x\in\mathbb{N}:(\exists y)\varphi(x,y)\right\} $} + \L{$\varphi(x,y)$}. +\item \L{$A$} \L{$\left\{ x\in\mathbb{N}:(\exists\bar{y})\varphi(x,\bar{y})\right\} $} + \L{$\varphi(x,y)$} +\end{enumerate} + +\section{ } + + \L{$\emptyset\not=A\subseteq\mathbb{N}$} : +\begin{enumerate} +\item \L{$A$} \char`\"{} +\item \L{$A$} +\item \L{$A$} +\item \L{$B\subseteq\mathbb{N}^{2}$} \L{$A=\{x:(\exists y)B(x,y)\}$} +\item \char`\"{} \L{$B\subseteq\mathbb{N}^{k+1}$} -\L{$A=\{x:(\exists y_{1},...,y_{k})B(x,y_{1},...,y_{k})\}$} +\end{enumerate} +\end{theorem} +\begin{proof} +~ +\begin{itemize} +\item \L{$(1)\Rightarrow(2)$}. \L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + \L{$A=dom(f)$}. \L{$T_{f}$} \char`\"{} \L{$f$} + \L{$f=f_{T_{f}}^{1}$}. \L{$A\not=\emptyset$} +\L{$a\in A$}. \L{$g:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + : \L{ +\[ +g(n)=\begin{cases} +Pr^{L}(n) & T_{f}\, halts\, on\, Pr^{L}(n)\, after\, less\, than\, Pr^{R}(n)\, steps\\ +a & else +\end{cases} +\] +} \char`\"{} \L{$*$}. \L{$*$} + . \L{$g$} +. \L{$g$} - \L{$g(\mathbb{N})=A$}. + \L{$l\in g(\mathbb{N})$} \L{$l=a$} \L{$l\in A$} . + \L{$l=Pr^{L}(n)$} \L{$n\in\mathbb{N}$}. +\L{$T_{f}$} \L{$l$} \L{$Pr^{R}(n)$} . + \L{$f_{T_{f}}^{1}=f$} , + \L{$l\in Dom(f)=A$}. , \L{$l\in Dom(f)$} +\L{$T_{f}$} \L{$l$} \L{$k$} . + \L{$n=Pr(l,k+1)$} \L{$g(n)=Pr^{L}(n)=l$}, \L{$l\in Range(g)$}. + : \L{$g$} . +\item \L{$(2)\Rightarrow(3)$} - . \L{$a\in A$} +:\L{ +\[ +g(n)=\begin{cases} +f(Pr^{L}(n)) & T_{f}\, halts\, on\, Pr^{L}(n)\, after\, less\, than\, Pr^{R}(n)\, steps\\ +a & else +\end{cases} +\] +} +\item \L{$(3)\Rightarrow(4)$} - \L{$A=Range(f)$} \L{$f$} +)( \L{$B(x,f(x))$} . , \L{$y\in Range(f)\iff(\exists x)(B(x,y))$}. +\item \L{$(4)\Rightarrow(5)$} - ) (. +\item \L{$(4)\Rightarrow(1)$} - : \L{$f(x)=\mu_{y}B(x,y)$}. +\item \L{$(5)\Rightarrow(4)$} - \L{$A=\{x:(\exists y_{1},...y_{k})B(x,\bar{y})\}$} + \L{ +\begin{eqnarray*} +C(x,z) & = & \{(x,z):z\, encodes\, a\, series\, of\, length\, k\,\wedge B(x,\beta(z,1),...,\beta(z,k)\} +\end{eqnarray*} +} +\end{itemize} +\end{proof} +\begin{theorem} +) ( \L{$C(x,y)$} . \char`\"{} +\L{$T$} -\L{$C(\left\lceil T\right\rceil ,y)=T(y)=f_{T}^{1}(y)$} + \L{$y$}. \end{theorem} +\begin{claim} + \L{$T$} \L{$n\in\mathbb{N}$} +\L{$f_{T}^{1}(n)=\left\lceil w_{n}\right\rceil $} \L{$w_{n}$} + \L{$n$}. ) - +(.\end{claim} +\begin{proof} + \L{$T$} {\beginL 3\endL} : \L{$ABC$} +) \L{$A$} \char`\"{} \L{$B$} \char`\"{} + \L{$C$}(. \L{$A$} \L{$y$} \L{$\left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y$}. + \L{$B$} \L{$x,y$}? +\L{$x$} {]} {[} \L{$x,y$}. \L{$B(\left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y)$}? +\L{$B(\left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y)=\left\lceil A\right\rceil \left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y$}. + -\L{$C(B(A(y)))=C(B(\left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y))=C(\left\lceil A\right\rceil \left\lceil B\right\rceil \left\lceil C\right\rceil ,y)$} + . \end{proof} +\begin{corollary} +) ( \L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + . \L{$e\in\mathbb{N}$} \L{$f_{T_{e}}^{1}=f_{T_{f(e)}}^{1}$}. +\end{corollary} +~ +\begin{corollary} +) \inputencoding{latin9}\L{Rice}\inputencoding{cp1255}( + \L{$\mathbb{N}$} \char`\"{} \L{$e_{1}\sim e_{2}$} + \L{$f_{T_{e_{1}}}^{1}=f_{T_{e_{2}}}^{1}$} . \L{$L\subseteq\mathbb{N}$} + \L{$e\in L$} \L{$e^{\prime}\sim e$} \L{$e^{\prime}\in L$}. + \L{$L$} \L{$L=\mathbb{N}$} \L{$L=\emptyset$}. \end{corollary} +\begin{proof} + . \L{$e_{0}\in L$} -\L{$e_{1}\not\in L$}. + : \L{ +\[ +f(n)=\begin{cases} +e_{1} & n\in L\\ +e_{0} & n\not\in L +\end{cases} +\] +} \L{$f$} . \L{$e$} -\L{$f_{T_{e}}^{1}=f_{T_{f(e)}}^{1}$}. + \L{$e\in L$} \L{$f(e)\in L$} \L{$L$} \L{$\sim$}. + \L{$e\in L$} \L{$e_{1}=f(e)$} -\L{$e_{1}\not\in L$}. + \L{$e\not\in L$} . +\end{proof} +\uline{:} . + \L{$e$} . \L{ +\begin{eqnarray*} +L & = & \{e\in\mathbb{N}:e\, encodes\, a\, machine\, which\, halts\, on\, empty\, input\} +\end{eqnarray*} +} . -\L{$L$} \L{$\sim$}. + -\L{$L\not=\emptyset$} ) \char`\"{} + ( \L{$\mathbb{N}\backslash L\not=\emptyset$} ) + (. \L{$L$} . +\begin{proof} +) ( \L{$\mathcal{U}(x,y)$} \char`\"{} +-\L{$C(x,y)=\mathcal{U}(f(x),y)$}. \L{$C$} \char`\"{}. + \L{$T$} -\L{$\mathcal{U}(f(\left\lceil T\right\rceil ),y)=C(\left\lceil T\right\rceil ,y)=T(y)$}. + \L{$e=\left\lceil T\right\rceil $}. \end{proof} +\begin{remark} +~ +\begin{enumerate} +\item \L{$A\subseteq\mathbb{N}$} \char`\"{} +\item \L{$A\subseteq\mathbb{N}$} \char`\"{} + \L{$A$} \char`\"{}. \uline{}: \L{$A$} + \L{$\mathbb{N}\backslash A$} \char`\"{} \char`\"{} +\L{$T_{1},T_{2}$} . \L{$f_{T_{1}}^{1}$} + \L{$f_{T_{2}}^{1}$} . \L{$n$} + \L{$T_{1}(1),T_{1}(2),...$} \L{$T_{2}(1),T_{2}(2),...$} +) (. \L{$n$}. \L{$A=f_{T_{1}}^{1}(\mathbb{N})$} + \L{$\mathbb{N}\backslash A=f_{T_{2}}^{1}(\mathbb{N})$} \L{$m\in\mathbb{N}$} + \L{$f_{T_{1}}^{1}(m)=n$} \L{$f_{T_{2}}^{1}(m)=n$}. + \L{$2m$} . +\L{$T_{1}(m)$} \L{$n\in A$} \L{$n\not\in A$}. +\end{enumerate} + +\section{ } + +\end{remark} +\uline{:} \L{$A_{1},A_{2}\subseteq\mathbb{N}$} \char`\"{} +: +\begin{enumerate} +\item \L{$A_{1}\cup A_{2}$} \char`\"{} +\item \L{$A_{1}\cap A_{2}$} \char`\"{} +\item \L{$A\subseteq\mathbb{N}^{k}$} \char`\"{} + \char`\"{} \char`\"{}\end{enumerate} +\begin{definition} + \L{$\mathcal{L}$} . \uline{ } +\L{$F(\mathcal{L})$} -\L{$\mathcal{L}$} \L{$g:F(\mathcal{L})\rightarrow\mathbb{N}$} + : +\begin{enumerate} +\item \L{$x_{i}$} \char`\"{} \L{$g(x_{i})=2^{1}\cdot3^{i}$} +\item \L{$c_{i}$} \char`\"{} \L{$g(c_{i})=2^{2}\cdot3^{i}$} +\item \L{$F_{i}(t_{1},...,t_{n})$} \char`\"{} \L{ +\begin{eqnarray*} +g(F_{i}(t_{1},...,t_{n})) & = & 2^{3}\cdot3^{i}\cdot5^{g(t_{1})}\cdot7^{g(t_{2})}\cdot\cdots\cdot P_{n+2}^{g(t_{n})} +\end{eqnarray*} +} +\item \L{$R_{i}(t_{1},...,t_{n})$} \char`\"{} \L{ +\begin{eqnarray*} +g(R_{i}(t_{1},...,t_{n})) & = & 2^{4}\cdot3^{i}\cdot5^{g(t_{1})}\cdot7^{g(t_{2})}\cdot\cdots\cdot P_{n+2}^{g(t_{n})} +\end{eqnarray*} +} +\item \L{$\varphi$} \L{$\varphi=\neg\psi$} \char`\"{} +\L{$g(\varphi)=2^{5}\cdot3^{g(\psi)}$} +\item \L{$\varphi$} \L{$\varphi=\psi_{1}\rightarrow\psi_{2}$} + \char`\"{} \L{$g(\varphi)=2^{6}\cdot3^{g(\psi_{1})}\cdot5^{g(\psi_{2})}$} +\item \L{$\varphi$} \L{$\varphi=(\exists x_{i})\psi$} +\char`\"{} \L{$g(\varphi)=2^{7}\cdot3^{i}\cdot5^{g(\psi)}$} ) +\L{$\forall$} ( +\end{enumerate} +\end{definition} +~ +\begin{definition} +~ +\begin{enumerate} +\item \L{$T$} \L{$\mathcal{L}$} \uline{} +\L{$\{g(\varphi):T\vdash\varphi\}$} . +\item \L{$\{g(\varphi):\varphi\in T\}$} . +\end{enumerate} +\end{definition} +\begin{claim} +~ +\begin{enumerate} +\item \char`\"{} ) ( +\item ) ( \L{$\mathcal{L}$} \char`\"{}\L{$n$} + \L{$\mathcal{L}$}\char`\"{} . +\end{enumerate} +\end{claim} +\begin{proof} +) ( ) ( \L{$\varphi$} + \L{$n$} \L{$g(\varphi)>n$}. , -\L{$\varphi$} + , , \L{$i>n$} + )( \L{$g(\varphi)>n$}. + + \L{$n$} +\L{$\varphi$} - -\L{$n$}, - + -\L{$n$}. \L{$\varphi$} + \L{$n$}. + + \L{$\varphi$} - -\L{$n$} , + - -\L{$n$} , +. +. ) , .(\end{proof} +\begin{definition} +~ +\begin{enumerate} +\item \L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} , \L{$T$} + \L{$(0,s)$} )( \L{$f$} +\L{$\varphi(x,y)$} \L{$\mathcal{L}$} \L{$n\in Dom(f)$} + \L{$T\vdash(\forall y)(\varphi(\underline{n},y)\iff\underline{f(n)})$} + \L{$\underline{n}:=s^{n}(0)$} \L{$s$} +. +\item \L{$A\subseteq\mathbb{N}$} \uline{} -\L{$T$} \L{$\chi_{A}$} + \L{$T$}. +\end{enumerate} +\end{definition} +~ +\begin{definition} +\uline{ } \inputencoding{latin9}\L{(Peano Arithmetic)}\inputencoding{cp1255} + \L{$\mathcal{L}=\{0,+,\cdot,s)$}: +\begin{enumerate} +\item \L{$(\forall x)(s(x)\not=0)$} +\item \L{$(\forall x\forall y)(s(x)=s(y)\rightarrow x=y)$} +\item \L{$(\forall x)(x+0=x)$} +\item \L{$(\forall x\forall y)(x+s(y)=s(x+y))$} +\item \L{$(\forall x)(x\cdot0=0)$} +\item \L{$(\forall x\forall y)(x\cdot s(y)=x\cdot y+x)$} +\item \uline{ :} \L{$\varphi(x,y)$} +:\L{ +\[ +(\forall x)[\varphi(\bar{x},0)\wedge\forall y(\varphi(\bar{x},y)\rightarrow\varphi(\bar{x},s(y))\rightarrow\forall y(\varphi(\bar{x},y))] +\] +} +\end{enumerate} +\end{definition} +\begin{theorem} + -\L{$PA$}. , \L{$N$} + -\L{$PA\vdash N$} -\L{$N$}. +\end{theorem} +\uline{}: \L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + -\L{$PA$} \L{$f$} . +\begin{corollary} + \L{$N$} , .\end{corollary} +\begin{proof} + \L{$\varphi(e,z,n)$} \char`\"{} \L{$T_{e}$} +) \L{$e$}( \L{$n$} \L{$z$} . + + \L{$\varphi(e,z,n)$} {]}{[}, +-\L{$N$}. \L{$T_{e}(n)$} \uline{ } \L{$z$} + \L{$N\vdash\neg\varphi(e,z,n)$}. + + , \L{$T_{e}(n)$} \uline{} \L{$N\vdash\varphi(e,z,n)$} + \L{$z$}. -\L{$N$} \L{$N\vdash(\exists z)\varphi(e,z,n)$} + \L{$T_{e}(n)$} . + + \L{$\left\langle e,n\right\rangle $} + \L{$N\vdash(\exists z)\varphi(e,z,n)$} \L{$N\vdash(\neg\exists z)\varphi(e,z,n)$}. + \L{$T_{e}(n)$} . + . . +\end{proof} +\uline{}: \L{$N\subseteq T$} )\L{$N$} ( +: +\begin{enumerate} +\item -\L{$T$} +\item , \L{$T$} , -\L{$N$} + \L{$T$}. +\end{enumerate} +\uline{}: \L{$T$} \L{$T$} . + : + + \L{$T$} \L{$C_{T}:=\{g(\varphi):T\vdash\varphi\}$} +\char`\"{}. -\L{$T$} , \L{$T\vdash\varphi$} + \L{$C_{T}$}. + \L{$\varphi$} \L{$\neg\varphi$} . + . \L{$\varphi$} +- . \L{$\neg\varphi$} - . +\begin{corollary} + \L{$T$} -\L{$N\subseteq T\subseteq PA$} + . ) (. +\end{corollary} + +\section{ } + +\uline{:} \L{$f:\mathbb{N}^{k}\rightarrow\mathbb{N}$} + )( \L{$T$} ) {\beginL 0\endL} + \L{$s$}( \L{$\varphi(x,y)$} + \L{$\bar{n}\in Dom(f)$} \L{ +\begin{eqnarray*} +T & \vdash & (\forall y)(\varphi(\underline{\bar{n}},y)\iff\underline{f(n)}=y) +\end{eqnarray*} +} \L{$\underline{n}=s^{n}(0)$}. +\begin{theorem} + - \L{$PA$} + .\end{theorem} +\begin{corollary} + \L{$N\subseteq PA$} . \L{$N$} . \end{corollary} +\begin{proof} + \L{$\varphi(e,n,z)$} \char`\"{} \L{$e$} + \L{$n$} \L{$z$} \char`\"{}. + -\L{$\varphi(e,n,z)$} . \L{$\left\langle e,n,z\right\rangle \in\mathbb{N}^{3}$} + \L{$N\vdash\varphi(e,n,z)$} \L{$\left\langle e,n,z\right\rangle $} + , \L{$e$} \L{$n$} \L{$z$} +. \L{$\left\langle e,n\right\rangle $} \L{$z_{0}$} + \L{$N\vdash\varphi(\underline{e},\underline{n},\underline{z_{0}})$}. + \L{$\left\langle e,n\right\rangle $} \L{$N\vdash(\exists z)\varphi(\underline{e},\underline{n},z)$}. + , \L{$\left\langle e,n\right\rangle $} \L{$N\not\vdash\varphi(\underline{e},\underline{n},\underline{z_{0}})$} + \L{$\underline{z_{0}}$}. \L{$\mathbb{N}\models PA$} +\L{$\mathbb{N}\models N$} . \L{$N\vdash(\exists z)\varphi(\underline{e},\underline{n},z)$} + . \L{$N\vdash(\exists z)\varphi(\underline{e},\underline{n},z)$} + \L{$\left\langle e,n\right\rangle $} . +\L{$N$} : \L{$\left\langle e,n\right\rangle $} + \L{$N\vdash(\exists z)(\underline{e},\underline{n},z)$}. + - \L{$\left\langle e,n\right\rangle $} , \L{$\left\langle e,n\right\rangle $} + .\end{proof} +\begin{corollary} + \L{$N\subseteq T\subseteq PA$} . + + . +\end{corollary} + \L{$N\subseteq PA$} : +\begin{itemize} +\item \L{$PA(1)-PA(6)$} +\item \L{$(N7)$}: \L{$(\forall x)(\neg x<0)$} +\item \L{$(N8)$}: \L{$(\forall x\forall y)(x<s(y)\iff x<y\vee x=y)$} +\item \L{$(N9)$}: \L{$(\forall x\forall y)(x<y\vee x=y\wedge y<x)$} +\item \L{$x<y$} \L{$(\exists z)(z\not=0\wedge x+z=y)$}\end{itemize} +\begin{claim} +\L{$PA\vdash N$}. +\begin{proof} + \L{$PA\vdash\{N(7),N(8),N(9)\}$}. :\L{ +\begin{eqnarray*} +PA & \vdash & (\forall x)\neg(x<0)\\ + & \iff & (\forall x\forall z)(x+z=0\rightarrow z=0)\\ + & \iff & (\forall x\forall z)(z\not=0\rightarrow x+z\not=0)\\ + & \iff & (\forall x\forall z)((\exists y)s(y)=z\rightarrow x+s(y)\not=0) +\end{eqnarray*} +} \L{$PA\vdash z\not=0\rightarrow(\exists y)((sy)=z)$}. + -\L{$PA\vdash x+s(y)=s(x+y)$}. \L{$(\forall x\forall z)((\exists y)(sy=z))\rightarrow s(x+y)\not=0$}. + -\L{$N8$} -\L{$N9$} . +\end{proof} +\end{claim} +\begin{proof} + -\L{$N$}. : + -\L{$N$} + . +\begin{claim} +){\beginL 1\endL}( \L{$P_{i}(x_{1},...,x_{n})=x_{i}$} + \char`\"{} \L{ +\[ +\varphi(x_{1},...,x_{n},y):=x_{i}\approx y +\] +} \end{claim} +\begin{proof} + \L{$N\vdash(\forall y)\varphi(\underline{k_{1}},...,\underline{k_{n}},y)\iff P_{i}(k_{1},...k_{n})=y$} + \L{$k_{1},...,k_{n}\in\mathbb{N}$}. \L{$N\vdash(\forall y)\underline{k_{i}}=y\iff\underline{k_{i}=y}$}.\end{proof} +\begin{claim} +){\beginL 2\endL}( \L{$c_{0}(x)=0$} -\L{$N$} \char`\"{} +\L{$\varphi(x,y):=y\approx0$}. . +\end{claim} + +~ + +\end{proof} +\begin{claim} +){\beginL 3\endL}( \L{$x+y$} -\L{$N$} \char`\"{} +\L{$\varphi(x,y,z):=z\approx x\oplus y$}. +\begin{proof} + \L{$N\vdash(\underline{n_{1}}\oplus\underline{n_{2}}=\underline{n_{1}+n_{2}})$}. + \L{$n_{2}$} . \L{$n_{2}=0$} \L{$\underline{n_{1}}+0=\underline{n_{1}}$}. + \L{$n_{2}$} \L{$n_{2}+1$}:\L{ +\[ +\underline{n_{1}}\oplus\underline{n_{2}+1}=\underline{n_{1}}\oplus s(\underline{n_{2}})=s(\underline{n_{1}}\oplus\underline{n_{2}})=s(\underline{n_{1}}+\underline{n_{2}})=\underline{n_{1}+n_{2}+1} +\] +} +\end{proof} + + . +\begin{claim} +){\beginL 4\endL}( \L{$c_{<}(x,y)$} -\L{$N$} \char`\"{} +\L{$\varphi(x,y,z)\vdash(x<y\wedge z=1)\vee(y<x\wedge z=0)\vee(x=y\wedge z=0)$}.\end{claim} +\begin{proof} + \L{$n,m\in\mathbb{N}$} \L{$n<m$} \L{$N\vdash\underline{n}<\underline{m}$} +. \L{$\neg(n<m)$} \L{$N\vdash\neg(\underline{n}<\underline{m})$}. +{]} \L{$m$}: \L{$N7$} \L{$N\vdash\neg(n<0)$} + \L{$n\in N$}. \L{$n$} \L{$m$} + \L{$m+1$}. \L{$n<m$} \L{$N\vdash\underline{n}<\underline{m}$} + \L{$N8$} \L{$N\vdash\underline{n}<\underline{m+1}=s(\underline{m})$}. + {[}.\end{proof} +\begin{claim} +){\beginL 5\endL}( \L{$N$} . \end{claim} +\begin{proof} + \L{$G(x_{1},...x_{n})$} \L{$N$} \L{$h_{i}(y_{1},...,y_{m})$} + \L{$N$} \L{$1\le i\le n$}. \L{$G(h_{1}(y_{1},...,y_{m}),...,h_{n}(y_{1},...,y_{m}))$} + \L{$N$}. \L{$\varphi_{i}(y_{1},...,y_{m},z_{i})$} + \L{$h_{i}$} \L{$1\le i\le n$} , \L{$\psi(z_{1},..,z_{n},t)$} + \L{$G$}. \L{ +\begin{eqnarray*} +\theta(y_{1},...,y_{m},t): & = & (\exists z_{1},...,z_{n})\bigwedge_{i=1}^{n}\varphi_{i}(y_{1},...,y_{m},z_{i})\wedge\psi(z_{1},...,z_{m},t) +\end{eqnarray*} +} . \L{$p_{1},...,p_{m}$} + {]} \L{$h_{i}$}{[} \L{ +\begin{eqnarray*} +N & \vdash & (\forall t)(\theta(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},t)\iff t=G(\underline{h_{1}(p_{1},...,p_{m}),...,h_{n}(p_{1},...,p_{m})}) +\end{eqnarray*} +}. \L{$q_{i}=h_{i}(p_{1},...,p_{m})$} -\L{$r=G(q_{1},...,q_{n})$} +{]} {[} \L{$N\vdash(\forall t)(\theta(p_{1},...,p_{m},t)\iff t=r)$}. + \L{$t$} \L{$N$} +\L{$N\vdash\theta(p_{1},...,p_{m},t)\iff t=\underline{r}$}. + . \L{$T\vdash\varphi\rightarrow\psi\iff T\cup\{\varphi\}\vdash\psi$}. + : +\begin{enumerate} +\item \L{$N\cup\{\theta(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},t)\}\vdash t=\underline{r}$} +\item \L{$N\cup\{t=\underline{r}\}\vdash\theta(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},t)$} +\end{enumerate} + + {\beginL 2\endL}. \L{$\varphi_{i}$} \L{$h_{i}$} +\L{$p_{1},...,p_{m}$} \L{$h_{i}$} \L{$N\vdash(\forall z_{i})(\varphi_{i}(p_{1},...,p_{m},z_{i})\iff z_{i}=q_{i})$}. + \L{$\psi$} \L{$G$} -\L{$q_{1},...,q_{n}$} + \L{$G$} \L{ +\begin{eqnarray*} +N & \vdash & (\forall t)(\psi(q_{1},...,q_{m},t)\iff t=\underline{r}) +\end{eqnarray*} +} \L{ +\begin{eqnarray*} +N & \vdash & \bigwedge_{i=1}^{n}\varphi_{i}(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},q_{i})\wedge\psi(\underline{q_{1}},...,\underline{q_{n}},\underline{r}) +\end{eqnarray*} +} \L{ +\begin{eqnarray*} +N\cup\{t & = & \underline{r}\}\vdash\bigwedge_{i=1}^{n}\varphi_{i}(\underline{p_{1}},...,\underline{p_{m}},q_{i})\wedge\psi(\underline{q_{1}},...,\underline{q_{n}},t) +\end{eqnarray*} +} + + {\beginL 1\endL}. \L{$\varphi_{i}$} \L{$h_{i}$} + \L{$\varphi_{i}(p_{1},...,p_{m},z_{i})$} + \L{$z_{i}=q_{i}$}. \L{$N\cup\theta\vdash z_{i}=q_{i}$}. + \L{$\psi$} \L{$G$} \L{$z_{i}=q_{i}$} +\L{$1\le i\le n$} \L{$\psi(z_{1},...,z_{n},t)$} +\L{$t=\underline{r}$}. \L{$N\cup\theta\vdash t=\underline{r}$} +. \end{proof} +\begin{claim} +){\beginL 6\endL}( \L{$N$} .\end{claim} +\begin{proof} +) ( \L{$G(x_{1},...,x_{n},y)$} \char`\"{} + \L{$\varphi(x_{1},...,x_{n},y,t)$}. \L{$H(x_{1},...,x_{n})=\mu_{y}(G(x_{1},...,x_{n},y))$} +. \L{$H$}? \L{$\varphi(x_{1},...,x_{n},y,0)\wedge(\forall y^{\prime}<y)(\neg\varphi(x_{1},...,x_{n},y^{\prime},0))$}. + . +\end{proof} + +\section{ } + +\end{claim} +\uline{}: \L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + )( \L{$f$} )( \L{$N$}. + +\uline{ ) }{\beginL \uline{10}\endL}\uline{(: +} \L{$A\subseteq\mathbb{N}$} +\L{$\varphi(x)$} : +\begin{enumerate} +\item \L{$N\vdash\varphi(\underline{n})$} \L{$n\in A$} +\item \L{$N\vdash\neg\varphi(\underline{n})$} \L{$n\not\in A$} +\end{enumerate} +\uline{}: \L{$g:F(\mathcal{L})\rightarrow\mathbb{N}$} +\char`\"{} \char`\"{} \L{$\mathcal{L}$} + \L{$PA$} . +\L{$\varphi\in F(\mathcal{L})$} \L{$\left\lceil \varphi\right\rceil $} + \L{$\varphi$}. +\begin{theorem} +) (: \L{$\varphi(x)$} \L{$PA$} + \L{$\psi$} -\L{$N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )\iff\psi$}. \end{theorem} +\begin{definition} + \L{$\Delta:F_{1}(\mathcal{L})\rightarrow F_{0}(\mathcal{L})$} +) ( + \L{$\varphi(x)\mapsto\varphi(\left\lceil \varphi\right\rceil )$}. + \L{$\Delta$} . + + -\L{$\Delta$} \char`\"{} . + : \L{$\tilde{\Delta}:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + \char`\"{} \L{$n\in Dom(\tilde{\Delta)}$} \L{$n$} + , \L{$n\in Dom(\tilde{\Delta)}$} + \L{$n=\left\lceil \varphi(x)\right\rceil $} \L{$\tilde{\Delta}(n)=\left\lceil \Delta(\varphi)\right\rceil $}. + \L{$\tilde{\Delta}(n,m)$} \char`\"{} \L{$n\in Dom(\tilde{\Delta})$} +-\L{$\tilde{\Delta}(n)=m$} . \L{$\tilde{\Delta}(x,y)$} + \L{$N$}. \L{$\delta(x,y)$} -\L{$N\vdash\delta(\underline{n},\underline{m})$} + \L{$(n,m)\in\tilde{\Delta}$} -\L{$N\vdash\neg\delta(\underline{n},\underline{m})$} + \L{$(n,m)\not\in\tilde{\Delta}$}. + + \L{$\chi_{x}=(\exists y)(\delta(x,y)\wedge\varphi(y))$}. +\L{$\psi=\Delta(\chi)=\chi(\left\lceil \chi\right\rceil )$}. \end{definition} +\begin{claim} +\L{$N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )\iff\psi$}.\end{claim} +\begin{proof} + -\L{$N\vdash\psi$}. -\L{$N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )$}. + \L{$\psi:=(\exists y)(\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y)\wedge\varphi(y))$}. + \L{$\left\lceil \chi\right\rceil $} +. , \L{$\delta(x,y)$} \L{$\tilde{\Delta}(x,y)$}. + \L{$N\vdash\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y)$} +\L{$y=\left\lceil \Delta(\chi)\right\rceil $}. \L{$N\vdash(\exists y)(\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y)\wedge\varphi(y))$} + \L{$\left\lceil \psi\right\rceil =\left\lceil \Delta(\chi)\right\rceil $}. + \L{$N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )$} . +, \L{$N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )$} + \L{$N\vdash\psi$} . -\L{$N\vdash(\exists y)(\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y)\wedge\varphi(y))$}. + -\L{$N\vdash\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,y_{0})\wedge\varphi(y_{0})$} + \L{$y_{0}$} . \L{$N\vdash\delta(\left\lceil \chi\right\rceil ,\left\lceil \psi\right\rceil )$} +- \L{$\delta(x,y)$} \L{$\tilde{\Delta}$} \L{$N\vdash\varphi(\left\lceil \psi\right\rceil )$}. + \L{$y_{0}=\left\lceil \psi\right\rceil $} .\end{proof} +\begin{theorem} +) ( \L{$T\supseteq N$} -\L{$\omega$}- +, \L{$T$} . \end{theorem} +\begin{definition} + \L{$T$} \L{$\omega$}- \L{$T\vdash(\exists x)\varphi(x)$} + \L{$\varphi(x)$} \L{$T\vdash\varphi(\underline{n})$} + \L{$n\in\mathbb{N}$}. +\begin{definition} + \L{$Pr(x)$} \uline{ } +: +\begin{enumerate} +\item \L{$T\vdash\phi$} \L{$T\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$} +\item \L{$T\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$} \L{$T\vdash Pr(\left\lceil Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )\right\rceil )$}. +\item \L{$T\vdash Pr(\left\lceil \phi\rightarrow\psi\right\rceil )$} + \L{$T\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )\iff Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )$}. +\end{enumerate} +\end{definition} +\end{definition} +\begin{claim} +\L{$N$} \L{$N$} \L{$\omega$}- + : \L{$N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$} + \L{$N\vdash\phi$}. \end{claim} +\begin{proof} + \L{$\tilde{Pr}(x,y)$} \L{$(n,m)\in\tilde{Pr}$} +: +\begin{enumerate} +\item \L{$n$} \L{$\varphi$}, - +\item \L{$n$} \L{$\varphi$} \L{$N$} . +\end{enumerate} + + \L{$\tilde{Pr}$} . \L{$Pr(x,y)$} + \L{$\tilde{Pr}$}. \L{$N\vdash Pr(\underline{n},\underline{m})$} + \L{$(n,m)\in\tilde{Pr}$} - . + + \L{$Pr(x):=(\exists y)Pr(x,y)$}. , \L{$N\vdash\phi$} + \L{$N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$}? \L{$N\vdash\phi$} + \L{$\phi$} \L{$N$} \L{$m$} +. \L{$\tilde{Pr}(\left\lceil \phi\right\rceil ,m)$}. \L{$Pr(x,y)$} + \L{$\tilde{Pr}$} \L{$N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil ,m)$} + \L{$N\vdash(\exists y)Pr(\left\lceil \phi\right\rceil ,y)$}. +{\beginL 2\endL} -{\beginL 1\endL}, -{\beginL 3\endL} + )(. + + {\beginL 4\endL}: \L{$N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil )$} +-\L{$N$} \L{$\omega$}- \L{$N\vdash Pr(\left\lceil \phi\right\rceil ,\underline{m})$} + \L{$m\in\mathbb{N}$}. \L{$N\models\tilde{Pr}(\left\lceil \phi\right\rceil ,m)$} + \L{$m$} \L{$\phi$} \L{$N$}. +\end{proof} +~ +\begin{proof} +) ( \L{$\phi$} +\L{$T\vdash\psi\iff\neg Pr(\psi)$}. +\begin{itemize} +\item ': \L{ +\[ +T\vdash\psi\overset{(1)}{\Rightarrow}T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\Rightarrow T\vdash\neg\psi\Rightarrow\Leftarrow +\] +} +\item ': \L{ +\[ +T\vdash\neg\psi\Rightarrow T\vdash Pr(\psi)\overset{(4)}{\Rightarrow}T\vdash\psi\Rightarrow\Leftarrow +\] +} \L{$\psi,\neg\varphi$} \L{$T$} \L{$T$} +. +\end{itemize} +\end{proof} +\uline{:} \L{$T$} . \L{$Con_{T}:=\neg Pr(\underline{0}=\underline{1})$}. +\begin{theorem} +) ( \L{$T\supseteq N$} +\L{$T\not\vdash Con_{T}$}. \L{$T$} + . \end{theorem} +\begin{proof} + \L{$\psi$} . \L{$T\vdash\psi\iff\neg Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )$}. +: +\begin{enumerate} +\item \L{$T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\rightarrow\neg\psi$}. +-{\beginL 2\endL} -{\beginL 3\endL} : +\item \L{$T\vdash Pr(\left\lceil Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\right\rceil )\rightarrow Pr(\left\lceil \neg\psi\right\rceil )$} +\item {\beginL 2\endL} \L{$T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\rightarrow Pr(\left\lceil Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\right\rceil )$}. +\item -{\beginL 2\endL} -{\beginL 3\endL} \L{$T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\rightarrow Pr(\left\lceil \neg\psi\right\rceil )$}. +\end{enumerate} + + \L{$\psi\rightarrow(\neg\psi\rightarrow\underline{0}=\underline{1})$} + ) (. \L{$T\vdash\psi\rightarrow(\neg\psi\rightarrow\underline{0}=\underline{1})$}. + {\beginL 1\endL} -{\beginL 3\endL} : \L{ +\[ +T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )\rightarrow(Pr(\left\lceil \neg\psi\right\rceil )\rightarrow Pr(\left\lceil \underline{0}=\underline{1}\right\rceil )) +\] +} {\beginL 4\endL} \L{ +\[ +T\vdash Pr(\psi)\rightarrow\neg Con_{T} +\] +} \L{ +\[ +T\vdash Con_{T}\rightarrow\neg Pr(\left\lceil \psi\right\rceil ) +\] +} \L{$\psi$}, \L{$T\vdash Con_{T}$} + \L{$T\vdash\neg Pr(\psi)$} \L{$T\vdash\psi$}. +{\beginL 1\endL} \L{$T\vdash Pr(\left\lceil \psi\right\rceil )$} +- . + +\end{proof} + +\section{ } + + \L{$H:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$}. . + )( \L{$H$} +: \char`\"{} \L{$H$} \L{$n$} \char`\"{}. + \L{$H(n)$} \L{$n\in Dom(H)$} + , . + +, \char`\"{} +\char`\"{} -\char`\"{} \L{$H$} + {\beginL 2\endL}\char`\"{}. \char`\"{} + \L{$H$} . \L{$H$} + \char`\"{} \L{$H$} \char`\"{} . + +: +\begin{enumerate} +\item \L{$H$} +\item \L{$H$} +\item +\item \L{$f_{T}^{n}(\bar{x})$} +\end{enumerate} + . + + \L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} +\L{$H$} \char`\"{} \L{$T$} \L{$H$} \L{$f=f_{T}^{1}$} +\begin{definition} +~ +\begin{enumerate} +\item \L{$H,G$} . \L{$H\le_{R}G$} +\L{$H$} \L{$G$}. +\item \L{$H\sim_{R}G$} \L{$H\le_{R}G$} -\L{$G\le_{R}H$}. +\end{enumerate} +\end{definition} +\begin{claim} +\L{$\sim_{R}$} .\end{claim} +\begin{proof} + \L{$H\le_{R}G\le_{R}F$} \L{$H\le_{R}F$}. +\L{$f$} \L{$H$}. \L{$f$} \L{$F$}. + \L{$f$} \L{$G$}, \L{$f$} \L{$F$}. \end{proof} +\begin{definition} +~ +\begin{enumerate} +\item \L{$H$} \L{$deg(H)=H/_{\sim_{R}}=[H]_{\sim_{R}}$}. +\item \L{$a,b$} \L{$a\le_{R}b$} \L{$H,G$} +\L{$deg(H)=a,deg(G)=b$} \L{$H\le_{R}G$}. {]}: + \char`\"{}\char`\"{} \char`\"{}\char`\"{}{[}. +\end{enumerate} + + \L{$\le_{R}$} . + . + +\end{definition} + : +\begin{enumerate} +\item \L{$F$} \L{$deg(F)\le_{R}deg(G)$} \L{$G$}. +\item : + +\begin{enumerate} +\item \L{$F,G$} \L{$F\sim_{R}G$} +\item \L{$0=degF$} \L{$F$} \L{$0\le_{R}a$} +\L{$a$}. +\end{enumerate} +\item \L{$a_{1},...,a_{n}$} +. + +\begin{proof} + \L{$F_{1},...,F_{n}$} \L{$degF_{i}=a_{i}$}. \L{$H$} + \L{$F_{i}\le_{R}H$} \L{$i$} \L{$F_{1},...,F_{n}$}. + \L{$\tilde{H}=\{F_{1},...,F_{n}\}$} )\L{$n$}-( + \L{$F_{i}\le_{R}\tilde{H}$} \L{$i$} . + \L{$\tilde{H}$} -\L{$H$} : \L{$H(m)=F_{Pr^{L}(m)}(Pr^{R}(m))$}. +\L{$H$} \L{$\tilde{H}$} \L{$\tilde{H}$} . +\end{proof} +\item \L{$\{F_{n}\}_{n\in\mathbb{N}}$} \L{$H$} + \L{$F(n,x)=F_{n}(x)$} \L{$H$}. \L{$\{F_{n}\}_{n\in\mathbb{N}}$} + \L{$\{F_{n}\}_{n\in\mathbb{N}}$} \L{$F(n,x)$}. + . \uline{: } + . \end{enumerate} +\begin{definition} + \L{$H$} \char`\"{} \L{$G$} ) \L{$H\le_{RE}G$}( + \L{$Dom(f)=H$} \L{$f\le_{R}G$}. +\end{definition} + \L{$G$} \L{$H\le_{RE}G$} + \L{$H\not\le_{R}G$}. + + \L{$G(x)$} \L{$G^{*}(e,x)$} ) + \L{$G$}( \L{$e$} \char`\"{} \L{$G$} + \L{$x$} \L{$T_{e}(x)$}. : +\begin{enumerate} +\item \L{$H\le_{RE}G$} \L{$H\le_{R}G^{*}$} +\item \L{$G^{*}\le_{RE}G$}. +\end{enumerate} +? +\begin{enumerate} +\item \L{$H\le_{RE}G$} \L{$f\le_{R}G$} \L{$H=Im(f)$} -\L{$f$} +. \L{$H=Im(G^{*}(e_{f},x))$} \L{$f$}. +\L{$G^{*}(e_{f},x)\le_{R}G^{*}$}. +\item - \L{$G^{*}$} \L{$G$} \char`\"{} +\L{$G$}. \end{enumerate} +\begin{definition} + \L{$a$} -\L{$a=degH$} \L{$a$} \L{$degH^{*}$} + \L{$a^{\prime}$}. + +: ? \L{$H\sim G$} \L{$H^{*}\sim G^{*}$}? +:\L{ +\[ +G^{*}\le_{RE}G\underset{H\sim G}{\Rightarrow}G^{*}\le_{RE}H +\] +} \L{$G^{*}$} \char`\"{} \L{$H$}. + \L{$H,H^{*}$} \L{$G^{*}\le_{R}H^{*}$}. + \L{$H$}-\L{$G$} \L{$H^{*}\le_{R}G^{*}$} . + +\uline{}: \L{$0<a$} \L{$a^{\prime}=0^{\prime}$}? +: ! +\end{definition} + +\section{ - } + +\uline{}: \L{$F,G$} ) ( \L{$F\le_{R}G$} + \L{$F$} \L{$G$}. \L{$F\sim_{R}G$} +\L{$F\le_{R}G$} -\L{$G\le_{R}F$}. \L{$F/_{\sim}=degF$}. + + \L{$a,b$} \L{$a\le b$} \L{$F,G$} + \L{$degF=a,degG=b$} -\L{$F\le_{R}G$}. : +\char`\"{} \L{$F,G$}\char`\"{} \char`\"{} \L{$F,G$}\char`\"{}. + + \L{$F\le_{RE}G$}? \L{$a,b$} \L{$a\le_{RE}b$} + \L{$F,G$} \L{$degF=a,degG=b$} -\L{$F\le_{RE}G$}. +\uline{}: \L{$A\subseteq\mathbb{N}$} \L{$G$} + \L{$A$} \char`\"{} \L{$G$} -\L{$\mathbb{N}\backslash A$} +\char`\"{} \L{$G$}. + + \L{$H$} \L{$H^{*}$} + \L{$H$}. : \L{$H^{*}$} + :\L{ +\[ +\{\left\langle e,n\right\rangle :e\, is\, a\, code\, for\, machine\, H\, and\, T_{e}(n)\, halts\} +\] +} \L{$G\le_{RE}H$} \L{$degG\le degH^{*}$}. +\uline{}: \L{$a$} \L{$a^{\prime}$} +\char`\"{} \L{$a^{\prime}=degH^{*}$} \L{$H$} \L{$a=degH$} +: +\begin{enumerate} +\item \L{$a^{\prime}$} +\item \L{$a^{\prime}$} \L{$a$} \char`\"{} +\L{$a$}. , \L{$a\le b$} -\L{$b\le_{RE}a$} \L{$b\le a^{\prime}$}. +? \L{$b\le_{RE}a$} \L{$G$} \L{$degG=b$} +-\L{$G\le_{RE}H$}. \L{$degG\le degH^{*}\overset{def}{=}a^{\prime}$}. +\end{enumerate} +: \L{$F,G$} \L{$F\sim G$} \L{$degF=0$}: +\begin{enumerate} +\item \L{$0\le a$} \L{$a$} +\item \L{$a,b$} \L{$c$} -\L{$c$} + \L{$a,b$}. +\item \L{$F(y,x):=\{F_{n}\}_{n=1}^{\infty}$} ) + \L{$F(y,x)$}( . +\end{enumerate} +\uline{}: \L{$a,b$} \L{$a<a^{\prime}$} ) +( \L{$a\le b$} \L{$a^{\prime}\le b^{\prime}$}. + \L{$a<b$} \L{$a^{\prime}=b^{\prime}$} . +\begin{theorem} + \L{$a,b\le0^{\prime}$} . \end{theorem} +\begin{corollary} + \L{$0<a<0^{\prime}$}. +\begin{proof} + \L{$a,b\le0^{\prime}$} . \L{$a,b\not=0^{\prime}$} +-\L{$a,b\not=0$}. +\end{proof} +\end{corollary} + : ) \inputencoding{latin9}\L{Post}\inputencoding{cp1255}( + \L{$a$} \char`\"{} \char`\"{}? + +\uline{:} \L{$f$} \L{$H$}. \L{$n$} + \L{$\sigma\subseteq H$} )\char`\"{} \L{$\sigma$} +( \L{$f(n)$} \L{$\sigma$}. +\begin{proof} +)( \L{$F$} + \L{$F$}. + \L{$F,G$} -\L{$G\not\le_{R}F$} \L{$F\not\le_{R}G$}. + : +\begin{enumerate} +\item )e{\beginL 1\endL}( \char`\"{} \L{$G$} \L{$e$} + \L{$F$}. +\item )e{\beginL 2\endL}( \char`\"{} \L{$F$} \L{$e$} + \L{$G$}. +\end{enumerate} + + \L{$\{e_{i}\}_{i=1}^{\infty}$} \char`\"{}. + \L{$F_{i},G_{i}$} \L{$F_{i}\subseteq F_{i+1},G_{i}\subseteq G_{i+1}$} + \L{$i$} \L{$e_{i}$} {\beginL 1\endL}, + \L{$F_{i+1}$} \char`\"{} \L{$e_{i}$} + \L{$G$} \L{$F_{i+1}$}. \L{$e_{i}$} + \L{$G$} \L{$n$} \L{$F_{i+1}(n)$}. + \L{$F_{i},G_{i}$} \L{$F_{i-1}\subseteq F_{i}$} +-\L{$G_{i-1}=G_{i}$} \char`\"{} \L{$e_{i}$} + {\beginL 1\endL} ) \L{$F,G$} (. + \L{$n_{i}\in\mathbb{N}$} \L{$n_{i}\not\in dom(F_{i})$}. + : +\begin{enumerate} +\item ' - \L{$\sigma$} : + +\begin{enumerate} +\item \L{$\sigma$} \L{$G_{i}$} ) \L{$x\in dom(\sigma)\cap dom(G_{i})$} + \L{$\sigma(x)=G_{i}(x)$}( +\item \char`\"{} \L{$e_{i}$} \L{$\sigma$} \L{$n_{i}$}. +\end{enumerate} + + , \L{$G_{i}\subseteq G_{i+1}$} \L{$G_{i+1}=G_{i}\cup\sigma$}. + ){\beginL 1\endL}( - . \L{$T_{e_{i}}^{\sigma}(n_{i})+1=F_{i+1}(n_{i})$} +) \L{$T_{e_{i}}^{\sigma}$} \char`\"{} \L{$e_{i}$} + \L{$\sigma$} \L{$n_{i}$}( +){\beginL 2\endL}(. + +\item ' - '. \L{$G_{i+1}=G_{i},F_{i+1}(n_{i})=0$}. + \L{${\displaystyle F=\bigcup_{i=1}^{\infty}F_{i},G=\bigcup_{i=1}^{\infty}G_{i}}$}. + \L{$F\not\le_{R}G$} ) (. \L{$e$} +\char`\"{} \L{$G$}. \L{$e$} \L{$F$}. + \L{$n\in\mathbb{N}$} \L{$F(n)\not=T_{e}^{G}(n)$} +{]} \L{$F(n)$} \L{$n$}, + \L{$F$} \L{$F_{i+1}(n_{i})$} + \L{$n_{i}$} . \L{$dom(F)=\mathbb{N}$}{[}. +, \L{$T_{e}^{G}(n)$} , . +\end{enumerate} + + \L{$i$} \L{$e$}. . + ' \L{$T_{e_{i}}^{G}(n_{i})$} . , + \L{$\sigma\subseteq G$} \L{$T_{e_{i}}^{\sigma}(n_{i})$} +, \L{$G_{i}$} \L{$\sigma$} \L{$G$} + '. ' +\L{$\sigma_{i}\subseteq G$} ) \L{$i$}( + \L{$F(n)=F_{i+1}(n_{i})=T_{e_{i}}^{\sigma}(n_{i})+1\not=T_{e_{i}}^{\sigma}(n_{i})=T_{e_{i}}^{G}(n_{i})$}. + +\end{proof} +\begin{corollary} +\L{$degG$} \L{$degF$}. \L{$degF\le0^{\prime}$}. +\end{corollary} + +\section{ - } + + : \L{$0\le a,b\le0^{\prime}$} -\L{$a,b$} + \L{$a|b$}. \L{$F,G$} + -\L{$F\not\le_{R}G$} -\L{$G\not\le_{R}F$}. -\L{$degF,degG\le0^{\prime}$}. + +: +\begin{enumerate} +\item )e{\beginL 1\endL}( \L{$F\not=f_{T_{e}^{G}}$} +\item )e{\beginL 2\endL}( \L{$G\not=f_{T_{e}^{F}}$}\end{enumerate} +\begin{lemma} +) ( \L{$e$} \char`\"{} -\L{$H,G$} . + \L{$T_{e}^{H}(n)$} \L{$H$} +\L{$H(r_{1}),...,H(r_{k})$} \L{$k\in\mathbb{N}$} -\L{$G(r_{i})=H(r_{i})$} + \L{$1\le i\le k$}. \L{$T_{e}^{H}(n)=T_{e}^{G}(n)$}. : + \L{$T_{e}^{H}(n)$} \L{$\sigma\subseteq H$} + -\L{$T_{e}^{H}(n)=T_{e}^{\sigma}(n)$}. + + \L{$F,G$} \L{$\{e_{i}\}_{i=0}^{\infty}$} + . \L{$n$} e{\beginL 1\endL} + \L{$k$} \L{$domF_{n}$} +. \end{lemma} +\begin{enumerate} +\item ' - \L{$\sigma$} : + +\begin{enumerate} +\item \L{$\sigma$} \L{$G_{n}$} - +\item \L{$T_{e}^{\sigma}(k)$} +\end{enumerate} + + \L{$G_{n+1}=G_{n}\cup\sigma$} - \L{$F_{n+1}=F_{n}\cup\{(k,\sigma\}$} + \L{$r=f_{T_{e}^{\sigma}}(k)+1$}. + +\item ' - ), \L{$\sigma$} \char`\"{}( \L{$F_{n+1}(k)=0,G_{n+1}=G_{n}$}. + -\L{$F\not\le_{R}G$}-\L{$G\not\le_{R}F$} \L{${\displaystyle F=\bigcup_{i=0}^{\infty}F_{i}}$} +-\L{${\displaystyle G=\bigcup_{i=0}^{\infty}G_{i}}$}. +-\L{$degG,degF\le0^{\prime}$}. \char`\"{} + \L{$F,G$} . +\L{$F$}. +\end{enumerate} + \L{$s:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} : + \L{$s(n)$} \L{$\left\langle F_{n},G_{n},e_{n}\right\rangle $}. + -\L{$s$} \char`\"{}. + \L{$s(n)$} \L{$s(n+1)$}. .. +\L{$e_{n+1}$} e{\beginL 1\endL} . \L{$s$} + ' '. \char`\"{} + \L{$\sigma$} \L{$G_{n}$} -\L{$T_{e+1}^{\sigma}(k)$} + ) \L{$k$} \L{$s(n)$}(. + \char`\"{} {]}\L{$\sigma$}, \L{$\sigma$} + \char`\"{}{[}. \char`\"{} \L{$A(\bar{x},\bar{y})$} + \L{$(\exists x)A(\bar{x},\bar{y})$} \char`\"{}. + ' ' \char`\"{}. +' - , . ' - \L{$\sigma$}. + , \L{$A(\bar{x},\bar{y})$} \char`\"{} +-\L{$\bar{y}$} -\L{$(\exists x)A(\bar{x},\bar{y})$} + \L{$\bar{x}$} . \char`\"{} +\L{$s(n+1)$} \L{$s(n)$} \char`\"{} \L{$(\exists\sigma)(...)$}. +\begin{corollary} + \L{$0<a<0^{\prime}$}. + + : \L{$c$} \L{$a$} \L{$c<a<c^{\prime}$}. + + \L{$a$} \char`\"{}? : . + -\L{$a^{\prime}=0^{\prime}$}. \end{corollary} +\begin{theorem} + \char`\"{} \L{$a$} -\L{$a\not=0$} -\L{$a^{\prime}=0^{\prime}$}.\end{theorem} +\begin{proof} +)( \L{$A\subseteq\mathbb{N}$} . +\L{$n$} . + -\L{$A$} +-\L{$A$}. + -\L{$A$} . + -\L{$A$} ) (? + \L{$A$} . -\L{$\chi_{A}$} + \L{$\chi_{E}$} \L{$E$}. + + . + - . + \L{$k$} -\L{$A$}? \char`\"{} \L{$T_{e}$} + \L{$k(e)$} \L{$T_{e}(k(e))$}. {\beginL 0\endL} + \L{$T_{e}$} -\L{$T_{e}$} + -\L{$k(e)$} . , \L{$k(e)$} -\L{$A$} + \L{$A$} -\L{$T_{e}$} )( . + - \L{$T_{e}(k(e))$} ? + + -\L{$A$} \char`\"{} + . \char`\"{} \L{$T_{e}(k(e))$} +\char`\"{} . ? \L{$T_{e}(k(e))$} + {\beginL 0\endL}, + \L{$k(e)$} -\L{$A$} \L{$k(e)$} + \L{$A$} . +\L{$T_{e}(k(e))$} . , \L{$e$} + ) ( . +\L{$T_{e}(k(e))$} {\beginL 0\endL} - + \L{$k(e)$} - . +\L{$T_{e}(k(e))$} . + + , -\L{$(degA)^{\prime}=0^{\prime}$} + : \L{$(2_{e,k})$}- \L{$T_{e}^{A}(k)$} + . . \L{$T_{e}^{A}(k)$} + . \L{$A$} ?? ) '(. + \L{$A_{i}$} \L{$A$}. + \L{$T_{e}^{A}(k)$} - . + . \L{$2_{e,k}$} + . , \L{$r$} \L{$T_{e}^{A}(k)$} + \L{$r\in A_{i}$} \L{$A$} +) \L{$(2_{e,k})$}. + + \L{$A_{i}$} \char`\"{} \L{$r\in A_{i}$}?\char`\"{} + \char`\"{} \L{$r\not\in A_{i}$}?\char`\"{}. - \L{$T_{e}^{A_{i}}$} + \char`\"{} \L{$r\in A_{i}$}?\char`\"{} + \L{$A_{j}$} \L{$i\le j$}. + \L{$A_{i}$} \L{$r\not\in A_{i}$}. +\L{$r$} \L{$T_{e}^{A_{i}}$} \L{$T_{e}^{A_{i}}$} + \char`\"{} \L{$r\in A_{i}$}?\char`\"{} + \L{$r\not\in A_{i}$}. \L{$T_{e}^{A_{i}}$} +{]} , \L{$2_{e,k}$}{[} \L{$N_{e,k}$} + \L{$r\in\mathbb{N}$} . + + \L{$N_{e,k}\wedge A_{j}=\emptyset$} - . + -\L{$N_{e,k}$} -\L{$A$}. + \L{$1$} -\L{$A$} + \L{$N_{e,k}$}? . + ) ( \L{$1_{e}$} + \L{$N_{e,k}$} \L{$1_{e}$} + \L{$2_{e,k}$}. +\end{proof} + +\section{ - } + +) ( +\begin{itemize} +\item \L{$\{e_{i}\}_{i=0}^{\infty}$} \L{$1_{e},2_{e,k}$} + . . +\item \L{$\mathbb{N}$} +. . {]} \L{$a\in A_{n}$} +\L{$n=Pr^{L}(a)$} - {[}. +\item , \L{$1_{e}$} \L{$k$} + \L{$T_{e}(k)$}. \L{$e$} -\L{$n$}- + )( \L{$k$} -\L{$A_{n}$} +. , -\L{$k$} \L{$2_{e,k}$} +- . +\item -\L{$n$} : + +\begin{itemize} +\item \uline{ '} - -\L{$n$} \L{$1_{ei}$}. + +\begin{enumerate} +\item -\L{$R_{i}$} -\L{$A$} - . +\item \L{$k\in R_{i}$} -\L{$k<n$} -\L{$T_{ei}(k)=0$}, + -\L{$n$} . \L{$k$} \L{$2_{e,k}$} +- \L{$1_{ei}$}. {]} + , +\L{$c_{i}$} - - \L{$i_{0}$} + -\L{$c_{i}$} -\L{$c_{i_{0}}$}{[}. +- \L{$k$} -\L{$A$} \char`\"{}\char`\"{} )( + \L{$2_{e,k}$} - \L{$1_{ei}$} +-\L{$k$} . +\item - . +\end{enumerate} +\item \uline{ '} - \L{$T_{e}^{A_{n-1}}(k)$} ) \L{$A_{n-1}$} + ( \L{$n$} , \L{$2_{e,k}$} +- . {]} \L{$l\in\mathbb{N}$} + \L{$T_{e}^{A_{n-1}}(k)$} \char`\"{} +\L{$l\in A_{n-1}$}\char`\"{} {[}. +\end{itemize} +\end{itemize} +\begin{claim} + \L{$A$} \L{$1_{e},2_{e,k}$}. \end{claim} +\begin{proof} + \L{$1_{e_{i}}$}. -\L{$A$} + \L{$k$} -\L{$R_{i}$} -\L{$T_{e_{i}}(k)=0$} + \L{$k$} -\L{$A$} \L{$\chi_{A}(k)=1$} . + + \L{$k\in R_{i}$} -\L{$A$}. \L{$k\in R_{i}$} + -\L{$k$} \L{$2_{e,k}$} - + \L{$1_{ei}$}. + + \L{$k$} ? \L{$n$} \L{$2_{e,l}$} + \L{$m<n$} \char`\"{}\char`\"{} + \L{$n$} . \L{$n$} + \char`\"{} -\L{$A$} ){\beginL 1\endL}( + ' \L{$n$}. \char`\"{} + -\L{$2_{e,l}$} \char`\"{}\char`\"{} +\L{$n$} . \L{$n+1$} \L{$2_{e,l}$}. +\char`\"{} + . \L{$k$} \L{$k$} + -\L{$T_{e_{i}}(k)=0$}. ? + )'{\beginL 2\endL}( \L{$k$} -\L{$A$} +. \L{$1_{e}$} . + + \L{$2_{e,k}$} ? -\L{$2_{e,k}$} + -\L{$A$}. -\L{$T_{e}^{A}(k)$} + \L{$2_{e,k}$} . + + \L{$2_{e,k}$} \char`\"{} \L{$n$} + \L{$T_{e}^{A_{n-1}}$} ) \L{$n$} ( + . , \L{$r\in\mathbb{N}$} -\L{$T_{e}^{A_{n-1}}$} + \char`\"{} \L{$r\in A_{n-1}$}?\char`\"{} +\L{$A$} . \L{$T_{e}^{A}(k)$} +. + + \L{$T_{e}^{A}(k)$} ) \L{$n$} ( + \L{$c_{i}$} -\L{$c_{i}$} \L{$2_{e,k}$} -\L{$i>n$}, + ' \L{$2_{e,k}$} - . ) -\L{$i$} + -\L{$A$} \L{$T_{e}^{A}(k)$}. + + , . + , \char`\"{} . + + : \L{$A$}, -\L{$A$} \L{$1_{e}$} + \L{$2_{e,k}$} ) ' \char`\"{}( . +-\L{$A$} \L{$1_{e}$} \L{$e$}, -\L{$A$} +. , \L{$s(n)$} \L{$A_{n}$} + -\L{$n$} -\L{$A$} \char`\"{}, +\L{$s(n)$} . + + -\L{$deg(A^{*})\le0$}. {\beginL 11\endL} + \L{$A^{*}=dim(B_{i})$} \L{$i\in\mathbb{N}$} + -\L{$B_{i}$} {\beginL -\endL}\L{$A$} \L{$deg(A^{*})\le0^{\prime}$}. + \L{$\left\langle e,k\right\rangle \in B_{i}$} +-\L{$i$} \L{$2_{e,k}$} - . + \L{$B_{i}$} . )( \char`\"{} \L{$T_{e}^{A}(k)(\iff\left\langle e,k\right\rangle \in B_{i})$} + \L{$dim\chi_{B_{i}}(\left\langle e,k\right\rangle )=1$}.\end{proof} +\begin{theorem} + \L{$0^{\prime}\le a$} \L{$b$} -\L{$b^{\prime}=0^{\prime}\cup b=a$}. +\end{theorem} +\uline{ }: \L{$g:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + -\L{$deg(g)=a$}, \L{$g$} . \L{$f:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + -\L{$f^{*}$} -\L{$0^{\prime}\cup deg(f)$} -\L{$g$} + -\L{$f^{*}$}. + + : +\begin{itemize} +\item \L{$1_{e,k}$} - \L{$T_{e}^{f}(k)$} +\item \L{$2_{n}$} - -\L{$f(m)=g(n)$} \L{$m\in\mathbb{N}$}. +\end{itemize} + \L{$\{c_{i}\}$}, -\L{$i$} +\L{$1_{e,k}$} \L{$\sigma:\mathbb{N}\rightarrow\mathbb{N}$} + \L{$f_{i-1}$} -\L{$T_{e}^{\sigma}(k)$} , +\L{$f_{i}=f_{i-1}\cup\sigma$} \L{$f_{i}=f_{i-1}$}. + -\L{$i$} \L{$2_{n}$} \L{$m$} + \L{$f_{i-1}$} \L{$f_{i}(m)=g(n)$}. : + -\L{$0^{\prime}\cup a=a$} -\L{$0^{\prime}\cup b$}. + +~ +\begin{proof} + \L{$g$} \char`\"{} \L{$f$} -\L{$deg(f)$} + . + +\L{$b\cup b^{\prime}\le b^{\prime}$} \L{$b$} +-\L{$b^{\prime}\le a\le b$}. . + \L{$b$} -\L{$b^{\prime}$} -\L{$b$} -\L{$0^{\prime}$}. + + ) ( \L{$\{e_{i}\}_{i=0}^{\infty}$} + \L{$i\le n$} \L{$f_{i}$} ) ( + -\L{$f_{i}\subseteq f_{j}$} \L{$i\le j$}. + +\uline{ \L{$f_{n+1}$}:} +\begin{itemize} +\item \L{$e_{n+1}$} \L{$1_{e,k}$}: \L{$\sigma$} + \L{$f_{n}$} -\L{$T_{e}^{\sigma}(k)$} . + , \L{$f_{n+1}=f_{n}\cup\sigma$} \L{$f_{n+1}=f_{n}$}. +\item \L{$e_{n+1}$} \L{$2_{k}$} \L{$m$} + \L{$f_{n}$} \L{$f_{n+1}=f_{n}\cup\left\langle m,g(k)\right\rangle $}. + \L{$f={\displaystyle \bigcup_{i=0}^{\infty}}f_{i}$} \L{$f$} + . +\end{itemize} + + : +\begin{itemize} +\item \L{$1_{e,k}$} \L{$\sigma$} . + -\L{$0^{\prime}$}. +\item \L{$2_{k}$}, \L{$m$}. + \L{$g(k)$} -\L{$g$}. +\end{itemize} + + \L{$b^{\prime}$} -\L{$b$} -\L{$0^{\prime}$} + \L{$b^{\prime}=deg(f^{*})$} -\L{$f^{*}$} + \char`\"{} \L{$T_{e}^{f}(k)$} ?\char`\"{}. + \L{$t$} + \char`\"{}. -\L{$0^{\prime}$} -\L{$b^{\prime}$} +)( \L{$b^{\prime}\le b\cup0^{\prime}$} . + +\end{proof} +\begin{corollary} + \L{$a\rightarrow a^{\prime}$} \char`\"{}.\end{corollary} + +\end{document} |
