一階論理から始め、集合・クラスの基本的な扱いまでを整備します。(dagger)
集合・クラスについては「ZFとそのメタ」(あるいはNGB)に準拠します。
当システムは、例えば空集合公理の代わりとしてというwordとその定義.を置きます。
集合をクラスとみなす仕組みも作られ、集合の関数をクラスの関数から誘導することもあります。(dagger)

a

命題記号、等号

\(\mathbb{W}_0\)(,p) … \(\top\)  \({\perp}\)
\(\mathbb{W}_0\)(p,p) … \(\neg\)
\(\mathbb{W}_0\)(pp,p) … \(,\)  \({\bf ,}\)  \(\mathbin{\rm o\!r}\)  \(\Rightarrow\)  \(\Longrightarrow\)  \(\Leftrightarrow\)  \(\Longleftrightarrow\)
\(\mathbb{W}_0\)(ss,p) … \(=\)
\(\mathbb{W}_1\)(cc,p) … \(=\)

andを含む略記

2以上の自然数 \({\tt n}\) に対し
abbr … \(\begin{cases} P_{1} \\ \vdots \\ P_{\tt n} \end{cases}\)\(( P_{1} ) , \cdots , ( P_{\tt n} )\)
abbr … \(X_{1} , \cdots , X_{\tt n} \mathop{{\sf A}}\)\(X_{1} \mathop{{\sf A}} , \cdots , X_{\tt n} \mathop{{\sf A}}\)

abbr … \(X_{1} \mathbin{{\sf p}} X_{2} \cdots \mathbin{{\sf p}} X_{\tt n}\)\(( X_{1} \mathbin{{\sf p}} X_{2} ) , \cdots , ( X_{\tt n\,{\text -}\,1} \mathbin{{\sf p}} X_{\tt n} )\)
abbr … \(X \mathbin{{\sf p}} Y \mathbin{{\sf q}} Z\)\(( X \mathbin{{\sf p}} Y ) , ( Y \mathbin{{\sf q}} Z )\)

2項記号の処理

\(\mathbb{W}_2\)(\({\tt x}\)\({\tt y}\),p→\({\tt x}\)\({\tt y}\),p) … \({\tt /}\)
lower … \(A \stackrel{{\tt /}}{\mathbin{{\sf p}}} B\)\(\neg ( A \mathbin{{\sf p}} B )\)
\(\mathbb{W}_2\)(\({\tt x}\)\({\tt y}\),\({\tt z}\)→\({\tt y}\)\({\tt x}\),\({\tt z}\)) … \(\leftrightarrow\)
lower … \(A \stackrel{\leftrightarrow}{\mathbin{{\sf p}}} B\)\(B \mathbin{{\sf p}} A\)
\(\mathbb{W}_2\)(\({\tt x}\)\({\tt x}\),\({\tt y}\)→\({\tt x}\),\({\tt y}\)) … \(\prime\prime\)
lower … \(\stackrel{\prime\prime}{\mathbin{{\sf p}}} A\)\(A \mathbin{{\sf p}} A\)

全称量化子、存在量化子

\(\mathbb{W}_0\)(vp,p)R … \(\forall\)  \(\exists\)
1以上の自然数 \({\tt n}\) に対し
abbr … \(\forall x_{1} , \cdots , x_{\tt n} P\)\(\forall x_{1} \cdots \forall x_{\tt n} ( P )\)
abbr … \(\exists x_{1} , \cdots , x_{\tt n} P\)\(\exists x_{1} \cdots \exists x_{\tt n} ( P )\)
abbr … \(\forall x_{1} , \cdots , x_{\tt n} \mathop{{\sf A}} . P\)\(\forall x_{1} \cdots \forall x_{\tt n} ( x_{1} \mathop{{\sf A}} , \cdots , x_{\tt n} \mathop{{\sf A}} \Longrightarrow ( P ) )\)
abbr … \(\exists x_{1} , \cdots , x_{\tt n} \mathop{{\sf A}} . P\)\(\exists x_{1} \cdots \exists x_{\tt n} ( x_{1} \mathop{{\sf A}} , \cdots , x_{\tt n} \mathop{{\sf A}} , ( P ) )\)

2以上の自然数 \({\tt n}\) に対し
abbr … \(\forall^* x_{1} , \cdots , x_{\tt n} P\)\(\forall x_{1} \cdots \forall x_{\tt n} ( x_{1} \neq x_{2} , \cdots\!\cdots , x_{\tt n\,{\text -}\,1} \neq x_{\tt n} \Longrightarrow ( P ) )\)
abbr … \(\exists^* x_{1} , \cdots , x_{\tt n} P\)\(\exists x_{1} \cdots \exists x_{\tt n} ( x_{1} \neq x_{2} , \cdots\!\cdots , x_{\tt n\,{\text -}\,1} \neq x_{\tt n} , ( P ) )\)
abbr … \(\forall^* x_{1} , \cdots , x_{\tt n} \mathop{{\sf A}} . P\)\(\forall x_{1} , \cdots , x_{\tt n} \mathop{{\sf A}} . ( x_{1} \neq x_{2} , \cdots\!\cdots , x_{\tt n\,{\text -}\,1} \neq x_{\tt n} \Longrightarrow ( P ) )\)
abbr … \(\exists^* x_{1} , \cdots , x_{\tt n} \mathop{{\sf A}} . P\)\(\exists x_{1} , \cdots , x_{\tt n} \mathop{{\sf A}} . ( x_{1} \neq x_{2} , \cdots\!\cdots , x_{\tt n\,{\text -}\,1} \neq x_{\tt n} , ( P ) )\)

b

クラス

\(\mathbb{W}_1\)(vp,c)F … \(\mathsf{cls}\)
abbr … \(\{ x \mid P \}\)\(\mathsf{cls} ( x , P )\)
abbr … \(\{ x \mathop{{\sf A}} \mid P \}\)\(\{ x \mid x \mathop{{\sf A}} , ( P ) \}\)

以下の2つの左辺では \(\mathop{{\sf X}}\) が表記上無視されます。
abbr … \(\{ T \mid P \}\)\(\{ x \mid \exists \mathop{{\sf X}} ( ( P ) , x = T ) \}\)
abbr … \(\{ T \mathop{{\sf A}} \mid P \}\)\(\{ x \mid x \mathop{{\sf A}} , \exists \mathop{{\sf X}} ( ( P ) , x = T ) \}\)
次のものの左辺は特殊表記されています。
abbr … \(_{ P } T\)\(\{ T \mid P \}\)

\(\mathbb{W}_0\)(ss,p) … \(\in\)
\(\mathbb{W}_1\)(sc,p) … \(\in\)
cvt … \(X \in \{ x \mid P \}\)\(P\)\(x\)\(X\) を代入したもの

一意量化子

\(\mathbb{W}_1\)(vp,p)R … \(!\)  \(\exists!\)
am1. … \(! x P \Longleftrightarrow \forall y , z \in \{ x \mid P \} . y = z\)
exi!. … \(\exists! x P \Longleftrightarrow \exists x P , ! x P\)

abbr … \(! x \mathop{{\sf A}} . P\)\(! x ( x \mathop{{\sf A}} , ( P ) )\)
abbr … \(\exists! x \mathop{{\sf A}} . P\)\(\exists! x ( x \mathop{{\sf A}} , ( P ) )\)

関数の像

\(\mathbb{W}_2\)(s,s→s,c) … \(\text{^}\)
lower … \(\stackrel{\text{^}}{\mathbin{{\sf f}}} A\)\(\{ \mathbin{{\sf f}} a \mid a \in A \}\)
\(\dot\exists \stackrel{\text{^}}{\mathop{{\sf f}}} A\) というのが置換公理です(?)
\(\mathbb{W}_2\)(ss,s→ss,c) … \(\text{^*}\)  \(\text{*^}\)  \(\text{^^}\)
lower … \(A \stackrel{\text{^*}}{\mathbin{{\sf f}}} b\)\(\{ a \mathbin{{\sf f}} b \mid a \in A \}\)
lower … \(a \stackrel{\text{*^}}{\mathbin{{\sf f}}} B\)\(\{ a \mathbin{{\sf f}} b \mid b \in B \}\)
lower … \(A \stackrel{\text{^^}}{\mathbin{{\sf f}}} B\)\(\{ a \mathbin{{\sf f}} b \mid a \in A , b \in B \}\)

アロー関数

\(\mathbb{W}_1\)(vs,(s,s)) … \(\mathsf{fn}\)
abbr … \([ x \mapsto X ]\)\(\mathsf{fn} \, x \, ( X )\)
cvt … \([ x \mapsto X ] ( T )\)\(T\)\(x\)\(X\) を代入したもの

\(\mapsto\) の前のv-Formを \(\bullet\) に替えられます。その際 \(\bullet \mapsto\) は略されます。
例  \([ \bullet + a ]\)\([ x \mapsto x + a ]\)
\(\bullet\) は入れ子では使用すべきでありませんが、必ず内側から計算されます。
例  \([ \bullet + [ \bullet + a ] ( x ) ]\)\([ \bullet + ( x + a ) ]\)

c

2項記号の関数化

\(\mathbb{W}_2\)(\({\tt x}\)\({\tt x}\),\({\tt y}\)→[f,\({\tt x}\)][f,\({\tt x}\)],\({\tt y}\)) … \(\star\)
lower … \({\mathbin{{\sf f}}} \stackrel{\star}{\mathbin{{\sf a}}} {\mathbin{{\sf g}}}\)\(\forall x ( ( \mathbin{{\sf f}} x ) \mathbin{{\sf a}} ( \mathbin{{\sf g}} x ) )\)
\(\mathbb{W}_2\)(\({\tt x}\)\({\tt x}\),\({\tt y}\)→[ff,\({\tt x}\)][ff,\({\tt x}\)],\({\tt y}\)) … \(\star\!\star\)
lower … \({\mathbin{{\sf f}}} \stackrel{\star\!\star}{\mathbin{{\sf a}}} {\mathbin{{\sf g}}}\)\(\forall x , y ( ( x \mathbin{{\sf f}} y ) \mathbin{{\sf a}} ( x \mathbin{{\sf g}} y ) )\)

2項述語の1項述語

\(\mathbb{W}_2\)([ss,p],p)R … \(:\mathsf{R}\)  \(:\mathsf{T}\)  \(:\mathsf{X}\)
lower … \({\mathbin{{\sf p}}} :\mathsf{R}\)\(\forall x ( x \mathbin{{\sf p}} x )\)
lower … \({\mathbin{{\sf p}}} :\mathsf{T}\)\(\forall x , y , z ( x \mathbin{{\sf p}} y \mathbin{{\sf p}} z \Longrightarrow x \mathbin{{\sf p}} z )\)
lower … \({\mathbin{{\sf p}}} :\mathsf{X}\)\(\forall x , y ( x \mathbin{{\sf p}} y \Longrightarrow y \mathbin{{\sf p}} x )\)

\({ \mathbin{p} } :\mathsf{R} \Longleftrightarrow [ \bullet ] \stackrel{\star}{\mathbin{p}} [ \bullet ]\) \(\blacktriangleleft\) O
\({ \mathbin{p} } :\mathsf{R} \Longleftrightarrow {=} \stackrel{\star\!\star}{\Rightarrow} { \mathbin{p} }\) \(\blacktriangleleft\) O

次のようなlowerは自動で追加されます。
lower … \({\mathbin{{\sf p}}} :\mathsf{R}\&\mathsf{T}\)\({\mathbin{{\sf p}}} :\mathsf{R} , {\mathbin{{\sf p}}} :\mathsf{T}\)
\({=} :\mathsf{R}\&\mathsf{T}\&\mathsf{X}\) \(\blacktriangleleft\) O

外延性公理

=_. … \(X = Y \Longleftrightarrow \forall x \, ( x \in X \Leftrightarrow x \in Y )\)
Form内でc-Formがあるべき所にあるs-Form \({\tt X}\) は \(\{x \mid x \in {\tt X}\}\) に置き換えられます。

=. … \({=} \stackrel{\star\!\star}{\Leftrightarrow} {=}\)

包含関係

\(\mathbb{W}_1\)(cc,p) … \(\subset\)  \(\subsetneq\)
sub_. … \(X \subset Y \Longleftrightarrow \forall x \in X . x \in Y\)
subn_. … \(X \subsetneq Y \Longleftrightarrow X \subset Y , X \neq Y\)

\(\mathbb{W}_0\)(ss,p) … \(\subset\)  \(\subsetneq\)
sub. … \({\subset} \stackrel{\star\!\star}{\Leftrightarrow} {\subset}\)
subn. … \({\subsetneq} \stackrel{\star\!\star}{\Leftrightarrow} {\subsetneq}\)
subn.. … \(X \subsetneq Y \Longleftrightarrow X \subset Y , X \neq Y\) \(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}_0.\)

\({\subset} :\mathsf{R}\&\mathsf{T}\) \(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}_0.\)
=.. … \(X = Y \Longleftrightarrow X \subset Y \subset X\) \(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}_0.\)
\(X \subsetneq Y \subset Z \mathbin{\rm o\!r} X \subset Y \subsetneq Z \Longrightarrow X \subsetneq Z\) \(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}_0.\)

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