אקסיומת קבוצת החזקה

בתורת הקבוצות האקסיומטית, אקסיומת קבוצת החזקה היא אקסיומה במערכת האקסיומות של צרמלו-פרנקל (ZF) שמבטיחה את קיום קבוצת החזקה של כל קבוצה.

באופן פורמלי:

$\forall A\,\exists P\,\forall z\,[z\in P\iff \forall w\,(w\in z\Rightarrow w\in A)]$

כלומר, לכל קבוצה A, קיימת קבוצה P (קבוצת החזקה) כך שלכל קבוצה z מתקיים: z שייכת ל-P אם ורק אם כל איבר ב-z הוא גם איבר ב-A.

דוגמאות לשימוש

אקסיומת קבוצת החזקה הכרחית לבניית המספרים הממשיים, בכל בנייה שנבחר עבורם. למשל, המודל $HC=H(\omega _{1})$ שמורכב מכל הקבוצות שהן בנות מנייה תורשתית, מקיים את כל האקסיומות של ZFC למעט אקסיומת קבוצת החזקה. לפי משפט קנטור מודל זה לא יכול להכיל שום ייצוג של המספרים הממשיים.

באופן מפתיע, גם במודל בו הממשיים מוגדרים, התכונות שלהם מושפעות מהיכולת להפעיל את אקסיומת קבוצת החזקה אינסוף פעמים.

דוגמה נוספת לשימוש באקסיומת קבוצת החזקה היא בניית המכפלה הקרטזית של זוג קבוצות: עבור זוג קבוצות X,Y, אם נשתמש בהגדרה הסטנדרטית של זוג סדור: $(x,y)=\{\{x\},\{x,y\}\}$ נקבל ש-$X\times Y\subset {\mathcal {P}}({\mathcal {P}}(X\cup Y))$.

במקרה הזה השימוש באקסיומת קבוצת החזקה אינו הכרחי וניתן להמיר אותו בשימוש באקסיומת ההחלפה ובאקסיומת האיחוד: ניתן על ידי אקסיומת ההחלפה להראות כי הקבוצה $X\times \{y\}$ קיימת לכל $y\in Y$. שימוש נוסף באקסיומת ההחלפה יאפשר לאגד את כל הקבוצות האלו בקבוצה אחת, עליה נפעיל את אקסיומת האיחוד.

קישורים חיצוניים

• אקסיומת קבוצת החזקה, באתר MathWorld (באנגלית)