第VIII章 演習問題 [J15]

まず,\(G*H\) が \(\mathbb{P}*\pi\) のフィルターであることを示す.\(G*H\) が上に閉じていること(すなわち,第II章定義2.4(b)の性質を満たすこと)は明らかである.第II章定義2.4(a)の性質を満たすことを示す.

\(\langle p, \tau \rangle, \langle q, \sigma \rangle \in G*H\) とする.\(\tau_G , \sigma_G \in H\) から,\(m \in H\) を \(m \leq \tau_G\) かつ \(m \leq \sigma_G\) となるようにとる.\(m \in \pi_G\) から,\(\mu \in \operatorname{dom}(\pi)\) を \(\mu_G=m\) となるようにとる.\(s \in G\) を \(s \,{\|\kern-0.40em-}\, (\mu \leq \tau\) かつ \(\mu \leq \sigma )\) となるようにとる.\(t \in G\) を \(s,p,q\) の共通下界であるようにとる.このとき,\(\langle t, \mu \rangle \in G*H\) であり,\(\langle t, \mu \rangle\) は \(\langle p, \tau \rangle, \langle q, \sigma \rangle\) の共通下界である.

\(G*H\) が \(M\) 上 \(\mathbb{P}*\pi\)-ジェネリックであることを示す.\(D \in M\) を \(\mathbb{P}*\pi\) の稠密部分集合とする.

ここで,二つの補題を用意する.

(補題1) : \(\langle s,\mu \rangle \in \mathbb{P}*\pi\) とする.\(F_{\langle s,\mu \rangle} = \{ p \in \mathbb{P} : \exists \tau (\langle p, \tau \rangle \in D \text{かつ} p \,{\|\kern-0.40em-}\, \tau \leq \mu) \} \in M\) は \(s\) 以下で稠密である.

(証明) : \(t \leq s\) とする.\(\langle t, \mu \rangle \in \mathbb{P}*\pi\) なので, \(\langle p, \tau \rangle \in D\) を \(\langle p, \tau \rangle \leq \langle t, \mu \rangle\) となるようにとる.このとき,\(p \leq t\) かつ \(p \in F_{\langle s,\mu \rangle}\) である.

(補題2) : \(E = \{ \tau_G \in \pi_G : \exists p \in G (\langle p, \tau \rangle \in D)\} \in M[G]\) は \(\pi_G\) の稠密部分集合である.

(証明) : \(m \in \pi_G\) とする.\(\mu \in \operatorname{dom}(\pi)\) を \(\mu_G=m\) となるようにとる.\(s \in G\) を \(s \,{\|\kern-0.40em-}\, \mu \in \pi\) となるようにとる.\(\langle s,\mu \rangle \in \mathbb{P}*\pi\) かつ \(s \in G\) であるから,(補題1)と第VII章補題2.20(b)を適用し,\(p \in G \cap F_{\langle s,\mu \rangle}\) をとる.\(p \in F_{\langle s,\mu \rangle}\) から \(\langle p, \tau \rangle \in D\) を \(p \,{\|\kern-0.40em-}\, \tau \leq \mu\) となるようにとる.このとき,\(\tau_G \in E\) かつ \(\tau_G \leq m\) である.

本題に戻る.(補題2)により,\(t \in H \cap E\) をとる.\(\langle p, \tau \rangle \in D\) を \(p \in G\) かつ \(\tau_G=t\) となるようにとる.\(p \in G\) かつ \(\tau_G \in H\) から,\(\langle p, \tau \rangle \in G*H\) である.すなわち,\((G*H) \cap D \neq \emptyset\)である.

 

解答者: 田尻 翔平さん (公開日: 2014年9月15日)

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