模型论基础
字数 557 2025-10-25 22:15:33
模型论基础
模型论是数理逻辑中研究形式语言与其解释(即模型)之间关系的分支。下面从基本概念逐步展开:
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形式语言与结构
- 形式语言由符号集(如常数符号、函数符号、谓词符号)和生成公式的规则组成。例如,群论的语言可包含符号
{·, e}(乘法和单位元)。 - 结构是语言的实例化:它指定一个论域(对象集合),并为每个符号赋予具体含义。例如,群语言的结构可以是整数集配加法运算。
- 形式语言由符号集(如常数符号、函数符号、谓词符号)和生成公式的规则组成。例如,群论的语言可包含符号
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赋值与满足关系
- 变量赋值函数将语言中的变量映射到结构的论域。
- 满足关系(⊧)定义公式在结构中的真假:例如,结构 M 和赋值 s 满足公式 φ(记作 M ⊧ φ [s])当且仅当在赋值下 φ 成立。
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理论与模型
- 理论是形式语言中一组句子的集合。
- 若结构 M 满足理论 T 的所有句子,则称 M 是 T 的模型。例如,群公理的模型可以是任意群。
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紧致性定理
- 模型论核心定理:如果理论的每个有限子集都有模型,则整个理论也有模型。
- 应用示例:证明存在非标准模型,即存在与自然数结构同构但包含"无穷大"元素的模型。
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初等等价与同质
- 若两个结构满足相同的句子,则称它们初等等价。
- 若结构间的同构保持公式真值,则称为初等嵌入。这些概念用于比较模型的逻辑性质。
模型论通过分析语言与模型的互动,为数学基础、代数几何等领域提供了统一框架。