群論、環論、加群論、体論、順序体論、代数多様体
位相、位相多様体、可微分多様体、リーマン多様体、複素多様体、
ホモロジー、ホモトピー
複素解析、測度論、積分論、ヒルベルト空間、バナッハ空間、
調和解析、超関数論、確率解析、多変数関数論
微分方程式論
量子化、流体力学、統計力学、宇宙論、素粒子論
統計、機械学習
Lim := { (φ,x) | x∈Real ∧ φ∈Map(Nat,Real\{x}) ∧ ∀r(r∈(0,∞) ⇒ ∃n(n∈Nat ∧ ∀k((k∈Nat ∧ n<=k) ⇒ abs(sub(φ(k),x))<r))) }
Lim ⊂ Prod(Map(Nat,Real),Real)
Lim := { (φ,x) | x∈Real ∧ φ∈Map(Nat,Real\{x}) ∧ ∀r(r∈(0,∞) ⇒ ∃n(n∈Nat ∧ ∀k((k∈Nat ∧ n<=k) ⇒ abs(sub(φ(k),x))<r))) }
Lim ⊂ Prod(Map(Nat,Real),Real)
群論、環論、加群論、体論、順序体論、代数多様体
位相、位相多様体、可微分多様体、リーマン多様体、複素多様体、
ホモロジー、ホモトピー
複素解析、測度論、積分論、ヒルベルト空間、バナッハ空間、
調和解析、超関数論、確率解析、多変数関数論
微分方程式論
量子化、流体力学、統計力学、宇宙論、素粒子論
統計、機械学習
群論、環論、加群論、体論、順序体論、代数多様体
位相、位相多様体、可微分多様体、リーマン多様体、複素多様体、
ホモロジー、ホモトピー
複素解析、測度論、積分論、ヒルベルト空間、バナッハ空間、
調和解析、超関数論、確率解析、多変数関数論
微分方程式論
量子化、流体力学、統計力学、宇宙論、素粒子論
統計、機械学習
g(n)=O(f(n)) :⇔ ∃K∃c(K∈Nat ∧ c∈Real ∧ c>0 ∧ ∀n((n∈Nat ∧ K<=n) ⇒ |g(n)|<=c*|f(n)|))
f,g∈Map(X,Y)
g(x)=O(f(x)) (x->∞) :⇔ ∃K∃c(K∈X ∧ c∈Real ∧ c>0 ∧ ∀x((x∈X ∧ K<=x) ⇒ |g(x)|<=c*|f(x)|))
a∈X
g(x)=O(f(x)) (x->a) :⇔ ∃c∃d(c,d∈Real ∧ c,d>0 ∧ ∀x((x∈X ∧ 0<|x-a|<d) ⇒ |g(x)|<=c*|f(x)|))
g(n)=O(f(n)) :⇔ ∃K∃c(K∈Nat ∧ c∈Real ∧ c>0 ∧ ∀n((n∈Nat ∧ K<=n) ⇒ |g(n)|<=c*|f(n)|))
f,g∈Map(X,Y)
g(x)=O(f(x)) (x->∞) :⇔ ∃K∃c(K∈X ∧ c∈Real ∧ c>0 ∧ ∀x((x∈X ∧ K<=x) ⇒ |g(x)|<=c*|f(x)|))
a∈X
g(x)=O(f(x)) (x->a) :⇔ ∃c∃d(c,d∈Real ∧ c,d>0 ∧ ∀x((x∈X ∧ 0<|x-a|<d) ⇒ |g(x)|<=c*|f(x)|))
ω⊂a∈On
ob:=Univ(a)
ar:=Cap(MapClass,Univ(a))
form:={ (f,(x,y)) | f∈Cap(MapClass,Univ(a) ∧ x,y∈Univ(a) ∧ x⊂Dom(f) ∧ Ran(f|x)⊂y }
com:={ ((f,g),h) | f,g,h∈MapClass ∧ { (x,z) | ∃y((x,y)∈f ∧ (y,z)∈g) }=h }
(つづく)
ω⊂a∈On
ob:=Univ(a)
ar:=Cap(MapClass,Univ(a))
form:={ (f,(x,y)) | f∈Cap(MapClass,Univ(a) ∧ x,y∈Univ(a) ∧ x⊂Dom(f) ∧ Ran(f|x)⊂y }
com:={ ((f,g),h) | f,g,h∈MapClass ∧ { (x,z) | ∃y((x,y)∈f ∧ (y,z)∈g) }=h }
(つづく)
ob := V := Union({ Univ(x) | x∈On })
ar := MapClass
form := { (f,(x,y)) | f∈MapClass ∧ x,y∈V ∧ x⊂Dom(f) ∧ Ran(f|x)⊂y }
com := { ((f,g),{ (x,z) | ∃y((x,y)∈f ∧ (y,z)∈g) }) | f,g∈MapClass }
id := { (x,{ (y,y) | y∈x }) | x∈V }
(ob,ar,form,com,id)は圏、集合圏と呼ぶ
∀f(f∈MapClass ⇒ (∅⊂Dom(f) ∧ Ran(f|∅)⊂∅))
ob := V := Union({ Univ(x) | x∈On })
ar := MapClass
form := { (f,(x,y)) | f∈MapClass ∧ x,y∈V ∧ x⊂Dom(f) ∧ Ran(f|x)⊂y }
com := { ((f,g),{ (x,z) | ∃y((x,y)∈f ∧ (y,z)∈g) }) | f,g∈MapClass }
id := { (x,{ (y,y) | y∈x }) | x∈V }
(ob,ar,form,com,id)は圏、集合圏と呼ぶ
∀f(f∈MapClass ⇒ (∅⊂Dom(f) ∧ Ran(f|∅)⊂∅))
(form⊂(ar×(ob×ob))∧
com∈Map((ar×ar),ar)∧
id∈Map(ob,ar)∧
∀f(f∈ar ⇒ ∃x∃y(x,y∈ob ∧ (f,(x,y))∈form))∧
∀f∀g∀h∀x∀y∀z∀w((f,(x,y)),(g,(y,z)),(h,(z,w))∈form ⇒ com(com(f,g),h)=com(f,com(g,h)))∧
∀f∀x∀y((f,(x,y))∈form ⇒ ((id(x),f),f),((f,id(y)),f)∈com)∧
∀x(x∈ob ⇒ (id(x),(x,x))∈form)
)
(form⊂(ar×(ob×ob))∧
com∈Map((ar×ar),ar)∧
id∈Map(ob,ar)∧
∀f(f∈ar ⇒ ∃x∃y(x,y∈ob ∧ (f,(x,y))∈form))∧
∀f∀g∀h∀x∀y∀z∀w((f,(x,y)),(g,(y,z)),(h,(z,w))∈form ⇒ com(com(f,g),h)=com(f,com(g,h)))∧
∀f∀x∀y((f,(x,y))∈form ⇒ ((id(x),f),f),((f,id(y)),f)∈com)∧
∀x(x∈ob ⇒ (id(x),(x,x))∈form)
)
∃Fo∃Fa(Fo∈Map(ob(C),ob(D)) ∧ Fa∈Map(ar(C),ar(D)) ∧ F=(Fo,Fa) ∧
{ Fo(x) | x∈ob(C) }⊂ob(D) ∧
{ Fa(x) | x∈ar(C) }⊂ar(D) ∧
{ (Fa(f),(Fo(x),Fo(y))) | (f,(x,y))∈form(C) }⊂form(D) ∧
{ ((Fa(f),Fa(g)),Fa(h)) | ((f,g),h)∈com(C) }⊂com(D) ∧
{ (Fo(x),Fa(f)) | (x,f)∈id(C) }⊂id(D)
)
∃Fo∃Fa(Fo∈Map(ob(C),ob(D)) ∧ Fa∈Map(ar(C),ar(D)) ∧ F=(Fo,Fa) ∧
{ Fo(x) | x∈ob(C) }⊂ob(D) ∧
{ Fa(x) | x∈ar(C) }⊂ar(D) ∧
{ (Fa(f),(Fo(x),Fo(y))) | (f,(x,y))∈form(C) }⊂form(D) ∧
{ ((Fa(f),Fa(g)),Fa(h)) | ((f,g),h)∈com(C) }⊂com(D) ∧
{ (Fo(x),Fa(f)) | (x,f)∈id(C) }⊂id(D)
)
(t∈Map(ob(C),ar(D)) ∧
∀x(x∈ob(C) ⇒ (t(x),(Fo(x),Go(x)))∈form(D)) ∧
∀f∀x∀y((f,(x,y))∈form(C) ⇒ com(D)(t(x),Ga(f))=com(D)(Fa(f),t(y)))
)
(t(x),(Fo(x),Go(x)))∈form(D)
(t(y),(Fo(y),Go(y)))∈form(D)
(Fa(f),(Fo(x),Fo(y)))∈form(D)
(Ga(f),(Go(x),Go(y)))∈form(D)
F=(Fo,Fa)
(t∈Map(ob(C),ar(D)) ∧
∀x(x∈ob(C) ⇒ (t(x),(Fo(x),Go(x)))∈form(D)) ∧
∀f∀x∀y((f,(x,y))∈form(C) ⇒ com(D)(t(x),Ga(f))=com(D)(Fa(f),t(y)))
)
(t(x),(Fo(x),Go(x)))∈form(D)
(t(y),(Fo(y),Go(y)))∈form(D)
(Fa(f),(Fo(x),Fo(y)))∈form(D)
(Ga(f),(Go(x),Go(y)))∈form(D)
F=(Fo,Fa)
FはCからDへの関手 ⇒
F∈Prod(Map(ob(C),ob(D)),Map(ar(C),ar(D))) ⇒
∃Fo∃Fa(Fo∈Map(ob(C),ob(D)) ∧ Fa∈Map(ar(C),ar(D)) ∧ F=(Fo,Fa))
tはCからDへの関手FからGへの自然変換 ⇒ t∈Map(ob(C),ar(D))
FはCからDへの関手 ⇒
F∈Prod(Map(ob(C),ob(D)),Map(ar(C),ar(D))) ⇒
∃Fo∃Fa(Fo∈Map(ob(C),ob(D)) ∧ Fa∈Map(ar(C),ar(D)) ∧ F=(Fo,Fa))
tはCからDへの関手FからGへの自然変換 ⇒ t∈Map(ob(C),ar(D))
{ (x,y) | P[x,y] }は写像 :⇔ ∀x∀y∀z((P[x,y] ∧ P[x,z]) ⇒ y=z)
∀x∀y(¬P[x,y]) ⇒ ({ (x,y) | P[x,y] }は写像 ∧ { (x,y) | P[x,y] }=∅) ⇒ ∅は写像
∀x∃y(¬P[x,y]) ⇔ ¬∃x∀y(P[x,y])
?
{ (x,y) | P[x,y] }は写像 :⇔ ∀x∀y∀z((P[x,y] ∧ P[x,z]) ⇒ y=z)
∀x∀y(¬P[x,y]) ⇒ ({ (x,y) | P[x,y] }は写像 ∧ { (x,y) | P[x,y] }=∅) ⇒ ∅は写像
∀x∃y(¬P[x,y]) ⇔ ¬∃x∀y(P[x,y])
?
∀A∀a(a∈A∈Univ ⇒ a∈Univ)
∀A∀B∀a∀b((A,B∈Univ ∧ a∈A ∧ b∈B) ⇒ (a,b)∈Univ)
∀A∀a(a∈A∈Univ ⇒ a∈Univ)
∀A∀B∀a∀b((A,B∈Univ ∧ a∈A ∧ b∈B) ⇒ (a,b)∈Univ)
Natは自然数全体
Mat(R):=Map*(Nat×Nat,R):={ A | A∈Map(Nat×Nat,R) ∧ card({ (i,j) | (i,j)∈Nat×Nat ∧ A(i,j)≠0 })∈Nat }
A,B∈Map(Nat×Nat,R), i,j∈Nat
(A+B)(i,j):=A(i,j)+B(i,j)
O:={ ((i,j),0) | (i,j)∈Nat×Nat }
a∈R
(a・A)(i,j):=a×A(i,j)
(Map(Nat×Nat,R),+,・)はR上加群
(Map*(Nat×Nat,R),+,・)もR上加群
Natは自然数全体
Mat(R):=Map*(Nat×Nat,R):={ A | A∈Map(Nat×Nat,R) ∧ card({ (i,j) | (i,j)∈Nat×Nat ∧ A(i,j)≠0 })∈Nat }
A,B∈Map(Nat×Nat,R), i,j∈Nat
(A+B)(i,j):=A(i,j)+B(i,j)
O:={ ((i,j),0) | (i,j)∈Nat×Nat }
a∈R
(a・A)(i,j):=a×A(i,j)
(Map(Nat×Nat,R),+,・)はR上加群
(Map*(Nat×Nat,R),+,・)もR上加群
指数が変数のとき、f(x)=a^xは指数関数
ベースが変数のとき、f(x)=x^aはベキ関数
exp(a)(x):=a^x
pow(a)(x):=x^a
n∈Nat
Seg(n):={ k | k∈Nat ∧ k<n }
φ∈Map(Seg(suc(n)),Real)
x∈Real
k∈Seg(card(φ))
mono(φ,k)(x):=mul(φ(k),pow(k)(x))
poly(φ)(x):=Σ{ (k,mono(φ,k)(x)) | k∈Seg(card(φ)) }
指数が変数のとき、f(x)=a^xは指数関数
ベースが変数のとき、f(x)=x^aはベキ関数
exp(a)(x):=a^x
pow(a)(x):=x^a
n∈Nat
Seg(n):={ k | k∈Nat ∧ k<n }
φ∈Map(Seg(suc(n)),Real)
x∈Real
k∈Seg(card(φ))
mono(φ,k)(x):=mul(φ(k),pow(k)(x))
poly(φ)(x):=Σ{ (k,mono(φ,k)(x)) | k∈Seg(card(φ)) }
群論・環論も公理から入るのに、なぜホモロジー論ではそうはならないんだろう。
群論・環論も公理から入るのに、なぜホモロジー論ではそうはならないんだろう。
f,g∈CMap(X,Y)
I:=[0,1]
f,gはホモトピック :⇔ ∃F(F∈Map(I,CMap(X,Y)) ∧ F(0)=f ∧ F(1)=g ∧ { ((t,x),F(t)(x)) | t∈I ∧ x∈X }∈CMap(I×X,Y))
f,g∈CMap(X,Y)
I:=[0,1]
f,gはホモトピック :⇔ ∃F(F∈Map(I,CMap(X,Y)) ∧ F(0)=f ∧ F(1)=g ∧ { ((t,x),F(t)(x)) | t∈I ∧ x∈X }∈CMap(I×X,Y))
Countable(x):=Intersect({ A | x∈A ∧ ∀y(y∈A ⇒ Suc(y)∈A) })
Countable(∅)は最小の無限集合
Countable(Countable(∅))はまだ順序数ではない
Cup(Countable(∅),Countable(Countable(∅)))は順序数
xは順序数 ⇒ Cup(x,Countable(x))は順序数
LimOn:=Intersect({ A | ∅∈A ∧ ∀x(x∈A ⇒ Cup(x,Countable(x))∈A) })
LimOnは極限順序数全体
Countable(x):=Intersect({ A | x∈A ∧ ∀y(y∈A ⇒ Suc(y)∈A) })
Countable(∅)は最小の無限集合
Countable(Countable(∅))はまだ順序数ではない
Cup(Countable(∅),Countable(Countable(∅)))は順序数
xは順序数 ⇒ Cup(x,Countable(x))は順序数
LimOn:=Intersect({ A | ∅∈A ∧ ∀x(x∈A ⇒ Cup(x,Countable(x))∈A) })
LimOnは極限順序数全体
(G,*)は群、eは(G,*)の単位元、(R,+,×)は環、0は(R,+)の単位元、1は(R,×)の単位元、・:R×G→Rはスカラー積
Map*(G,R):={ φ | φ∈Map(G,R) ∧ card({ σ | σ∈G ∧ φ(σ)≠0 })∈Nat }
F:={ (φ,Σ{ (σ,φ(σ)・σ) | σ∈G }) | φ∈Map*(G,R) }
R[G]:={ F(φ) | φ∈Map*(G,R) }
F(φ)+F(ψ):=F(φ+ψ)
0:={ (σ,0) | σ∈G }
(G,*)は群、eは(G,*)の単位元、(R,+,×)は環、0は(R,+)の単位元、1は(R,×)の単位元、・:R×G→Rはスカラー積
Map*(G,R):={ φ | φ∈Map(G,R) ∧ card({ σ | σ∈G ∧ φ(σ)≠0 })∈Nat }
F:={ (φ,Σ{ (σ,φ(σ)・σ) | σ∈G }) | φ∈Map*(G,R) }
R[G]:={ F(φ) | φ∈Map*(G,R) }
F(φ)+F(ψ):=F(φ+ψ)
0:={ (σ,0) | σ∈G }
LはKの(外側)拡大 :⇔ ∃σ(σ∈Map(K,L) ∧ σは体準同型 ∧ σは単射)
LはKの(内部)拡大 :⇔ (K⊂L ∧ KはLの部分体)
(LはKの外側拡大 ∧ σはその体準同型) ⇒ Lはσ(K)の内部拡大
LはKの内部拡大 ⇒ Lは恒等写像を体準同型とするKの外側拡大
LはKの(外側)拡大 :⇔ ∃σ(σ∈Map(K,L) ∧ σは体準同型 ∧ σは単射)
LはKの(内部)拡大 :⇔ (K⊂L ∧ KはLの部分体)
(LはKの外側拡大 ∧ σはその体準同型) ⇒ Lはσ(K)の内部拡大
LはKの内部拡大 ⇒ Lは恒等写像を体準同型とするKの外側拡大
A:=Complex\{1}
f(n,x):=pow(1/n,x)
g(n,x):=1/(1 - pow(1/n,x))
φ:={ (m,n) | nはm番目の素数 }
(A,f,g,φ)∈S
A:=Complex\{1}
f(n,x):=pow(1/n,x)
g(n,x):=1/(1 - pow(1/n,x))
φ:={ (m,n) | nはm番目の素数 }
(A,f,g,φ)∈S
fは連続写像 ⇔ f={ (x,y) | x∈X ∧ y∈Y ∧ ∀φ((φ∈Map(Nat,X\{x}) ∧ limX(φ)=x) ⇒ limY(com(φ,f))=y) }
fはxで連続 ⇔ ∃y(y∈Y ∧ ∀φ((φ∈Map(Nat,X\{x}) ∧ limX(φ)=x) ⇒ limY(com(φ,f))=y))
fは連続写像 ⇔ f={ (x,y) | x∈X ∧ y∈Y ∧ ∀φ((φ∈Map(Nat,X\{x}) ∧ limX(φ)=x) ⇒ limY(com(φ,f))=y) }
fはxで連続 ⇔ ∃y(y∈Y ∧ ∀φ((φ∈Map(Nat,X\{x}) ∧ limX(φ)=x) ⇒ limY(com(φ,f))=y))
slope(f,φ)(n) := (f(φ(n)) - f(limX(φ))) / (φ(n) - limX(φ))
f∈Map(X,Y)に対し、
A:=Dom(D(f))はXの開集合で、D(f)はAからYへの連続写像ならば、fは可微分
slope(f,φ)(n) := (f(φ(n)) - f(limX(φ))) / (φ(n) - limX(φ))
f∈Map(X,Y)に対し、
A:=Dom(D(f))はXの開集合で、D(f)はAからYへの連続写像ならば、fは可微分
xとyが変数 ⇒ (x∈y)、(x=Y)は論理式
φが論理式 ⇒ ¬φは論理式
(φとψが論理式 ∧ φとψの束縛変数は重ならない) ⇒ (φ∧ψ)は論理式
(φは論理式 ∧ xはφに含まれる自由変数) ⇒ ∃xφは論理式
これらの有限回のステップで得られるものだけが論理式
∃xφのような形式に括り出された変数は束縛変数と呼び、そうでない変数は自由変数と呼ぶ
xとyが変数 ⇒ (x∈y)、(x=Y)は論理式
φが論理式 ⇒ ¬φは論理式
(φとψが論理式 ∧ φとψの束縛変数は重ならない) ⇒ (φ∧ψ)は論理式
(φは論理式 ∧ xはφに含まれる自由変数) ⇒ ∃xφは論理式
これらの有限回のステップで得られるものだけが論理式
∃xφのような形式に括り出された変数は束縛変数と呼び、そうでない変数は自由変数と呼ぶ