กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ลำดับที่คำนวณได้

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ทฤษฎี ความสามารถในการคำนวณและทฤษฎีเซตจำนวน เชิงลำดับ ที่คำนวณได้ (หรือแบบเวียนเกิด )...

ลำดับที่คำนวณได้

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ทฤษฎี ความสามารถในการคำนวณและทฤษฎีเซตจำนวน เชิงลำดับ ที่คำนวณได้ (หรือแบบเวียนเกิด ) คือจำนวนเชิงลำดับที่สามารถแสดงได้ในรูปของการเรียงลำดับที่ดีที่คำนวณได้ ของจำนวนธรรมชาติ

คำนิยาม

ลำดับที่⁠ ⁠สามารถคำนวณได้หากมีลำดับที่ดีที่คำนวณได้ของเซตย่อย ที่คำนวณได้ ของจำนวนธรรมชาติที่มีประเภทลำดับซึ่งหมายความว่าเมื่อกำหนด ใดๆ จะสามารถตัดสินได้ ว่า หรือ ไม่ และเมื่อกำหนด ใดๆ จะสามารถตัดสิน ได้ว่า ⁠ ⁠ หรือ ไม่หรืออีกทางหนึ่ง เงื่อนไขนี้สามารถกำหนดลักษณะได้ด้วยเครื่องจักรทัวริงเครื่อง เดียว ที่ตัดสินว่า หรือไม่ สำหรับ ใด ๆ[ 1 ]

นิยามที่เทียบเท่ากันอีกประการหนึ่งระบุว่า⁠ ⁠สามารถคำนวณได้ก็ต่อเมื่อเป็นจำนวนจำกัดหรือเป็นประเภทลำดับของการเรียงลำดับที่ดีที่คำนวณได้ของจำนวนธรรมชาติทั้งหมด[ 2 ]ความเทียบเท่านี้เป็นจริงเพราะถ้า⁠ ⁠เป็นอนันต์และคำนวณได้ เราสามารถคำนวณการจับคู่แบบ หนึ่งต่อหนึ่ง ⁠ ⁠ ได้ โดยให้⁠ ⁠เป็น องค์ประกอบที่ ⁠ ⁠ของ⁠ ⁠ในการเรียงลำดับปกติของจำนวนธรรมชาติ การค้นหาจะหยุดลงเสมอเพราะ⁠ ⁠เป็นอนันต์ ถ้า⁠ ⁠เป็นการเรียงลำดับที่ดีที่คำนวณได้ที่มีประเภทลำดับ⁠ ⁠แล้วการกำหนด⁠ ⁠ ก็ต่อ เมื่อ⁠ ⁠ให้การเรียงลำดับที่ดีที่คำนวณได้⁠ ⁠ที่มีประเภทลำดับเดียวกัน

ตัวอย่าง

โดยนิยามแล้ว จำนวนเชิงอันดับคำนวณได้ทั้งหมดสามารถนับได้ในทางกลับกัน สำหรับจำนวนเชิงอันดับนับได้จำนวนมาก พยาน "ตามธรรมชาติ" สำหรับความสามารถในการนับได้ก็เป็นพยานสำหรับความสามารถในการคำนวณได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ลำดับตามธรรมชาติของจำนวนธรรมชาติทั้งหมดมีประเภทลำดับเนื่องจากมีเครื่องจักรทัวริงที่ตัดสินว่าเป็นจริงนั่นหมายความว่า เป็น จำนวนเชิงอันดับคำนวณ ได้

ตัวอย่างเพิ่มเติมคือ โครงสร้าง "มาตรฐาน" ของการเรียงลำดับที่ดีของจำนวนธรรมชาติทั้งหมดที่มีประเภทลำดับ ⁠ ⁠ มีดังนี้: อัลกอริทึมที่ ตัดสินอาจเป็นดังนี้: ส่งคืนค่าจริงถ้าเป็นจำนวนคู่และ เป็นจำนวน คี่ ส่งคืนค่าเท็จถ้าเป็นจำนวนคี่และเป็นจำนวนคู่ และส่งคืนค่า ⁠ ⁠ ในกรณีอื่น ๆดังนั้นจึงสามารถคำนวณได้เช่นกัน อันที่จริง ด้วยโครงสร้างที่คล้ายกันนี้ สามารถแสดงได้ว่าตัวสืบทอดของลำดับที่คำนวณได้ และผลรวม ผลคูณ และกำลังของลำดับที่คำนวณได้สองลำดับ ล้วนสามารถคำนวณได้

เซตของลำดับที่คำนวณได้ทั้งหมดปิดลงด้านล่าง กล่าวคือ ถ้า⁠ ⁠คำนวณได้และ⁠ ⁠แล้ว⁠ ⁠ก็คำนวณได้เช่นกัน[ 2 ]นี่เป็นเพราะการเรียงลำดับที่ดี⁠ ⁠ ใดๆ ที่มีประเภทลำดับ⁠ ⁠จะมีเซกเมนต์เริ่มต้น⁠ ⁠ที่มีประเภทลำดับ⁠ ⁠โดยที่⁠ ⁠ (สำหรับ⁠ ⁠ ที่กำหนดไว้บางค่า ) เป็นเซตย่อยที่คำนวณได้ของ⁠ ⁠ถ้า⁠ ⁠คำนวณได้

ลำดับชั้นของ Church–Kleene

ค่าสูงสุดของลำดับที่คำนวณได้ทั้งหมดเรียกว่าลำดับ Church–Kleeneซึ่งเป็นลำดับที่ไม่เวียนเกิดตัวแรก และใช้สัญลักษณ์[ 3 ] ลำดับ Church–Kleene เป็นลำดับลิมิตลำดับจะคำนวณได้ก็ต่อเมื่อมันเล็กกว่า[ 4 ] เนื่องจากมีความสัมพันธ์ทวิภาคที่คำนวณได้เพียงจำนวนนับได้ ดังนั้นจึงมีลำดับที่คำนวณได้เพียงจำนวนนับได้เช่นกัน ดังนั้น จึง นับได้

ลำดับที่คำนวณได้คือลำดับที่มีสัญกรณ์ลำดับในKleeneอย่าง แท้จริง [ 5 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ ส เปคเตอร์ 1955
  2. ^ a b Sacks (1990) , หน้า 9.
  3. ^แซ็กส์ (1990)หน้า 10
  4. ^สิ่งนี้เป็นผลสืบเนื่องโดยตรงจากการปิดลงด้านล่างและคำจำกัดความของ.
  5. ^แซ็กส์ (1990)ทฤษฎีบท 4.4
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Computable_ordinal&oldid=1358974929 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ลำดับที่คำนวณได้

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ทฤษฎี ความสามารถในการคำนวณและทฤษฎีเซตจำนวน เชิงลำดับ ที่คำนวณได้ (หรือแบบเวียนเกิด )...

คำนิยาม

ลำดับที่ ⁠ ⁠ α {\displaystyle \alpha } สามารถคำนวณได้หากมีลำดับ ที่ดีที่ คำนวณได้ ⁠ ⁠ ของ เซตย่อย ที่คำนวณได้ ⁠ ⁠ ของจำนวนธรรมชาติที่มี ประเภทลำดับ ⁠ ⁠ ซึ่งหมายความว่าเมื่อกำหนด ⁠ ⁠ ใดๆ จะ สามารถตัดสินได้ ว่า ⁠ ⁠ หรือ ไม่ และเมื่อกำหนด ⁠ ⁠ ใดๆ จะสามารถตัดสิน...

ตัวอย่าง

โดยนิยามแล้ว จำนวนเชิงอันดับคำนวณได้ทั้งหมด สามารถนับได้ ในทางกลับกัน สำหรับจำนวนเชิงอันดับนับได้จำนวนมาก พยาน "ตามธรรมชาติ" สำหรับความสามารถในการนับได้ก็เป็นพยานสำหรับความสามารถในการคำนวณได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ลำดับตามธรรมชาติ ของ จำนวนธรรมชาติ <...

ลำดับชั้นของ Church–Kleene

ค่า สูงสุด ของลำดับที่คำนวณได้ทั้งหมดเรียกว่า ลำดับ Church–Kleene ซึ่งเป็นลำดับที่ไม่เวียนเกิดตัวแรก และใช้สัญลักษณ์[ 3 ] ลำดับ Church–Kleene เป็น ลำดับลิมิต ลำดับจะคำนวณได้ก็ต่อเมื่อมันเล็กกว่า[ 4 ] เนื่องจาก มีความสัมพันธ์ทวิภาคที่คำนวณได้เพียงจำนวนนับได้...