¿Cómo se puede escribir que hay un número infinito de objetos con cierta propiedad en lógica?

Cuando hablamos de infinito, necesitaremos una cuantificación de segundo orden. El Axioma del infinito de ZFC es de segundo orden por naturaleza, y dice que existe un conjunto infinito.

Basado en la idea de este axioma, se podría escribir que existe al menos una [matemática] x [/ matemática] para la cual la propiedad [matemática] P (x) [/ matemática] es válida y para cualquier conjunto [matemática] S [/ math] de elementos que satisfacen la propiedad, puede encontrar otro elemento que no satisfaga la propiedad que no está en [math] S [/ math].

[matemáticas] \ existe x. P (x) \ wedge \ forall S. (\ forall x. X \ in S \ Rightarrow P (x)) \ existe y. P (y) \ wedge y \ not \ en S [/ math]

Otro enfoque es decir que existe una biyección entre el conjunto [matemática] S [/ matemática] de todos los elementos que satisfacen [matemática] P [/ matemática] y un subconjunto apropiado de [matemática] S [/ matemática].

No estoy seguro de lo que quieres decir con “en lógica”. En matemáticas, puedes escribir algo como

[matemáticas] \ # \ {x \; El | \; x \ text {tiene propiedad} P \} = \ infty [/ math]

Si estás hablando específicamente de lógica matemática, de modo que tus “objetos” son modelos y tu “propiedad” es una teoría, entonces podrías mirar el espectro de una teoría.

Definir [matemáticas] S = \ {x: P (x) \} [/ matemáticas]

Entonces [math] S [/ math] es infinito si y solo existe una función inyectiva [math] f: \ mathbb {N} \ to S [/ math], o de manera equivalente, existe una función inyectiva pero no surjective [ matemáticas] f: S \ a S [/ matemáticas].

EDITAR:

Si desea evitar la teoría de conjuntos por completo, también necesitará un predicado binario F tal que:

  1. [matemáticas] \ para todos x, y: [F (x, y) \ implica P (x) \ tierra P (y)] [/ matemáticas]
  2. [matemáticas] \ para todos x: [P (x) \ implica \ existe y: F (x, y)] [/ matemáticas]
  3. [matemáticas] \ para todos x, y, z: [F (x, y) \ tierra F (x, z) \ implica y = z [/ matemáticas]
  4. [matemáticas] \ para todos x, y, z: [F (x, y) \ tierra F (z, y) \ implica x = z [/ matemáticas]
  5. [matemáticas] \ existe x: [P (x) \ land \ forall y: [P (y) \ implica \ neg F (y, x)]] [/ math]

EDITAR:

Las líneas 1-3 definen a F como el equivalente de una función en FOL. La línea 4 dice que esta “función” es inyectiva. La línea 5 dice que no es surjective

Supongamos que [math] P (x) [/ math] representa el hecho de que el objeto [math] x \ en X [/ math] tiene la “cierta propiedad”, [math] P [/ math]. Entonces, el hecho de que haya un número no finito de objetos distintos con esa propiedad puede representarse “en lógica” mediante:

[matemáticas] \ existe f \ colon \ mathbb {N} \ a X | \ forall n, m \ in \ mathbb {N} \ colon P (f (n)) \ land \ left (f (n) = f (m) \ Rightarrow n = m \ right) [/ math]

Es decir, existe una función desde los números naturales hasta el dominio de los objetos tal que: cada número natural tiene un miembro único que satisface la propiedad.