¿El axioma de elección es válido para series con cardinalidad Aleph-naught?

El axioma de elección es necesario cuando tienes infinitos conjuntos con más de un elemento, incluso si esos conjuntos solo tienen dos elementos cada uno.

Como dijo Bertrand Russell

Elegir un calcetín de cada uno de los infinitos pares de calcetines requiere el Axioma de Elección, pero para los zapatos no se necesita el Axioma

Para los zapatos, simplemente tome el zapato izquierdo de cada par. (La mayoría) los calcetines no están orientados.

Por lo tanto, no es el tamaño de los conjuntos lo que dificulta la elección, sino tomar infinitas opciones al mismo tiempo.

Hay un par de versiones más débiles del axioma de elección. Uno es el Axioma de la elección contable que dice que puede hacer un número infinito de opciones a la vez, pero no afirma nada sobre un número infinitamente innumerable de opciones. Un axioma ligeramente más fuerte es el Axioma de elección dependiente.

Me parece que lo siguiente debe ser incorrecto, ya que contradice la paradoja de los calcetines de Russell. ¿Podría alguien señalar el error?

Proponemos que dada una colección contable [matemática] C [/ matemática] de conjuntos disjuntos pares no vacíos, existe un conjunto cuya intersección con cada uno de los miembros de [matemática] C [/ matemática] consiste exactamente en un elemento. Construimos tal conjunto por inducción.

Sea [math] f [/ math] una enumeración de [math] C [/ math]; es decir, [math] f: \ mathbf {N} \ to C [/ math] es una biyección. Como [math] f (0) [/ math] no está vacío, deje que [math] x_0 [/ math] sea uno de sus elementos, y deje que [math] A_0 = \ {x_0 \} [/ math]. Habiendo definido [math] A_n [/ math], deje que [math] x_ {n + 1} [/ math] sea un elemento de [math] f (n + 1) [/ math], y deje que [math] A_ { n + 1} = A_n \ cup \ {x_ {n + 1} \} [/ math]. Deje [math] A = \ bigcup_n A_n [/ math]. [matemática] A [/ matemática] es el conjunto deseado.

Tenga en cuenta que para cada [matemática] A_n [/ matemática], solo hemos hecho muchas elecciones finitas. Es decir, no invocamos AC, sino la regla lógica que nos permite pasar de “Existe [matemática] x [/ matemática] con la propiedad [matemática] \ varphi [/ matemática]” a “Dejar [matemática] x [/ math] sea un conjunto con la propiedad [math] \ varphi [/ math] “. (Supongo que este paso en la lógica tiene algún nombre; ¿alguien sabe qué es?) Esencialmente, hemos definido por inducción una función [math] g [/ math] con dominio [math] \ mathbf {N} [/ math] donde [math] g (n) = A_n [/ math] y tomó la unión de su rango. El proceso de definición por inducción no depende de la elección.

Entonces, ¿dónde está el error?

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