第VII章 演習問題 [D2]

\(c_{-1} = 1\) とおく.各 \(n \in \omega\) に対して \(c_n\) を次のように再帰的に定義する :

\(c_{n-1} \wedge b_n > 0\) ならば \(c_{n-1} \wedge b >0\) なる \(b \in S_n\) が存在するので,それを一つとって \(c_n = c_{n-1} \wedge b\) とする.\(c_{n-1} \wedge b_n = 0\) ならば \(c_n = c_{n-1} \wedge b_n'\) とする.

このとき,\(\forall n \in \omega ( c_{n-1} \geq c_n > 0)\) である.そこで,\(F' = \{ a \in \mathcal{B} : \exists n \in \omega (c_n \leq a)\}\) とおくとこれはフィルターである.選択公理により \(F'\) を含む極大フィルター \(F\) を得る.

ここで,写像 \(h : \mathcal{B} \longrightarrow \{ 0 , 1\}\) を「各 \(a \in \mathcal{B}\) に対して,\(h(a)=1 \longleftrightarrow a \in F\) かつ \(h(a)=0 \longleftrightarrow a \notin F\) 」とすることによって定義する.これが求めるべき準同型写像である.

\(h\) が実際に求めるべき準同型写像であることを示す.極大フィルターは超フィルターであるので,\(h\) が準同型写像であることは[D1]の解答内で言及されているのと全く同様にして示される.あとは,各 \(n \in \omega\) に対して \(h(b_n)= \bigvee\{ h(b) : b \in S_n \}\) が成り立つことを示せばよい.\(n \in \omega\) を任意にとる.

\(h(b_n)=1\) とする.\(b_n \in F\) である.\(c_{n-1} \in F\) であるので \(c_{n-1} \wedge b_n >0\) である.このとき,\(F'\) の定義によって \(c_n = c_{n-1} \wedge d\) なる \(d \in S_n\) が存在するのでそれをとる.\(c_n \in F\) かつ \(c_n \leq d\) なので \(d \in F\) である.よって \(1=h(d) \leq \bigvee\{ h(b) : b \in S_n \} = 1\) である.

\(h(b_n)=0\) とする.\(b_n \notin F\) であるので,\(\forall b \in S_n (b \notin F)\) である.よって \(\bigvee\{ h(b) : b \in S_n \} = \bigvee\{ 0 : b \in S_n \} = 0\) である.

よって,\(h(b_n)= \bigvee\{ h(b) : b \in S_n \}\) である.

 

解答者: 田尻 翔平さん (公開日: 2013年2月15日)

この解答に不具合を発見した方はぜひご指摘ください.

演習問題一覧に戻る