Axiome de Martin et pseudo-intersection

Bonjour
Quelqu'un connaît-il une preuve (ou un lien vers) du fait que si $MA_{\kappa}$ est vrai, alors $\kappa<\mathfrak{p}$ ?
En clair, il s'agit de démontrer, sous $MA_{\kappa}$, que si une famille $F$ de sous-ensembles infinis de $\omega$ a la pif, alors elle admet une pseudo-intersection.

Précisions :
1) $MA_{\kappa}$ désigne l'énoncé : "si $P$ est un ordre partiel ayant la cad (condition d'antichaîne dénombrable), alors pour toute famille $D$ d'ensembles denses de $P$ de cardinal inférieur ou égal à $\kappa$ il existe un filtre $D$-générique sur $P$.
2) Une famille $F$ de sous-ensembles infinis de $\omega$ a la pif (propriété d'intersection finie) si toute intersection finie d'éléments de $F$ est infinie.
3) Une pseudo-intersection de $F$ est un ensemble infini $A$ qui est presque inclus dans tout élément $B$ de $F$, au sens où $A$ est presque inclus dans $B$ si $A-B$ est fini.
Merci d'avance pour votre aide..
Martial

[Même dans le titre Donald Anthony Martin (1940- ) prend toujours une majuscule. AD]

Réponses

  • @AD : sorry, je m'en suis aperçu juste après avoir posté, mais je ne savais pas comment modifier le titre.
    Au moins maintenant je sais que "Tony" (pour les intimes) va fêter ses 80 ans cette année, merci !
    Martial
  • Pendant qu'on parle de lui j'aime beaucoup cette citation :
    "We are making set theory, so sets are sets of sets".
    (de mémoire)
  • Bonjour,
    Il manque évidemment dans la question l'hypothèse que $F$ est de cardinal $\leq \kappa$.

    Quitte à remplacer $F$ par l'ensemble des intersections finies d'éléments de $F$ (cela ne change pas le cardinal), on peut supposer $F$ stable par intersection finie.

    On considère l'ensemble partiellement ordonné dont les éléments sont les couples $(s,X)$ où $s$ est une partie finie de $\omega$ et $X$ un élément de $F$, et l'ordre est donné par $(s',X') \leq (s,X)$ si $s \subseteq s'\subseteq s \cup X$ et $X' \subseteq X$. Moralement, $s$ est une approximation de la pseudo-intersection qu'on cherche à construire et $X$ est l'intersection des éléments de $F$ dont on ne veut plus s'occuper. Ainsi, une condition est plus forte qu'une autre si on a ajouté des points à l'approximation (d'où $s \subseteq s'$), mais en contrôlant leur provenance (d'où $s'\subseteq s \cup X$), et on a ajouté des éléments à l'intersection (d'où $X' \subseteq X$).

    Ce poset vérifie la condition d'antichaîne dénombrable car deux conditions partageant la même première coordonnée sont compatibles et il n'y a qu'un nombre dénombrable de première coordonnée possible.

    Pour $n \in \omega$, l'ensemble $D_n = \{(s,X): \exists m \in s, m \geq n\}$ est dense. Pour $A \in F$, l'ensemble $E_A = \{(s,X): X \subseteq A\}$ est dense.

    Si $G$ est un filtre qui intersecte tous ces ensembles denses, alors l'union des premières coordonnées des éléments de $G$ est la pseudo-intersection cherchée.

    On trouve cette démonstration par exemple dans Consequences of Martin's axiom de D.H. Fremlin.
  • @Mattar : D'abord, merci beaucoup, pour tes explications et pour ta référence !

    "Il manque évidemment dans la question l'hypothèse que F est de cardinal inférieur ou égal à $\kappa$."
    Oui, bien sûr !

    Pour le reste j'ai à peu près compris, mais peux-tu m'expliquer en 2 mots pourquoi l'union des premières coordonnées des éléments de $G$ est presque incluse dans tout élément de $F$ ?
  • @Martial, pour tous ces genres de questions sur l'axiome de Martin [small](sauf erreur de ma part, Martin HAIT qu'on le prénomme Donald, il veut à toute force être "Tony Martin", je peux me tromper, mais il l'avais répété plusieurs fois lors de différents verres/cafés, et à l'époque Trump était un inconnue[/small]), il te suffit de y'imaginer comment tu ferais pour construire ton truc si ton ensemble de conditions était dénombrable.

    Par exemple, ici, si $F=\{A_1,A_2, \dots\}$, tu prends un élément $u_1$ dans $A_1$, puis un élément $u_2$ dans $A_1\cap A_2$, etc, etc. Les termes de ta suite forment la quasi-intersection des $A_n$.

    L'axiome de Martin te donne ça sans parler d'indices. Dans chaque cas, tu le "reconstruis", mais en t'inspirant de cette construction.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @Christophe : OK, merci.

    C'est Louveau qui parlait toujours de "Tony Martin". Il m'avait dit avoir fait son post-doc avec lui, et précisé que c'était un grand joueur, y compris de poker.
    Surprenant, non ?
  • De mon téléphone j'ai oublié de répondre à la question que tu poses à Mattar. Soit $X$ dans $F$.

    Ton générique $G$ contient un $(s,Y) $ tel que $Y$ inclus dans $X$.

    Alors les éléments de la réunion générique que tu évoques qui ne sont pas dans $X$ sont ceux de $s$.

    Soit en effet, $(s_2,Z)$ dans $G$. N'oublie pas que $G$ filtre. Il existe donc $(s_3,V)$ qui minore aussi bien $(s,Y)$ que $(s_3,V)$, ce qui fait que $s_2\subset s_3$ et $s_3\setminus s \subset V\subset Y\subset X$.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Il a aussi porté plusieurs jours le maillot jaune du Tour de France (ne me cherchez pas, je suis déjà loin...).
  • J'ai mis au propre mon post téléphonique.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Christophe je suis désolé mais je ne comprends pas les 3 dernières lignes de ta preuve. (N'oublie pas que je suis vieux, d'ailleurs je viens de recevoir une lettre du maire me proposant toutes sortes d'excursions et d'activités réservées aux seniors. J'en ai été offusqué, et pourtant c'est pas mon habitude).
    Bref, je vais changer légèrement les notations.
    Soit $P$ l'ordre partiel, dont les conditions s'écrivent $p=(s_{p},X_{p})$.
    On note $A_{G}$ la réunion de tous les $s_p$ pour $p \in G$.
    On se donne par ailleurs $X \in F$, et on veut prouver qu'il n'y a qu'un nombre fini d'objets dans $A_G$ qui n'appartiennent pas à $X$.
    Pour ça on se donne un $q=(s_q,X_q)$ avec $q \in G$.
    Comme $G$ est un filtre il existe un $r=(s_r,X_r)$ qui est à la fois une extension de $p$ et de $q$.
    Et c'est à partir de là que je ne te suis plus.
  • Je te redigerai ça du lycée tout à l'heure.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Merci d'avance.
    Je suis à la ramasse complète, et ce qui n'arrange rien c'est que j'ai chopé une espèce de crève, et du coup je suis complètement ensuqué.
  • soit $G$ un générique

    (1) intersectant tous les denses concernés par ton énoncé.
    (2) qui est filtrant, je te rappelle

    soit $R$ la réunion de ses premières composantes.

    soit $X\in F$. Il existe d'après (1), un $(s,Y)$ tel que $Y\subset X$.
    Soit $a\in R$. Soit $(s_2,Z)\in G$ tel que $a\in s_2$.

    D'après (2), il existe $(s_3, W)\in G$ tel que $(s_3,W)$ minore $\{ (s,Y) ; (s_2,Z) \} $

    Tu as donc $W\subset Y$ et $s_3\setminus s \subset W$ et $s_2 \subset s_3$

    Donc $a\in s_3$. De plus si $a\notin s$ alors $a\in W$, donc $a\in X$.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Ouf ça y est j'ai compris.
    Je dois être pire que tes élèves...

    GRAND MERCI !!!
  • Bien sûr que non. Eux savent répondre à toutes les questions ... des choses fausses !!! Ils te résolvent la conjecture de Riemann, Goldbach, et Fermat dans une même interro de 2H :-D

    Tu n'en es pas là*** ;-) . Le jour, d'ailleurs où un élève arrête de faire ça (ce qui a priori, arrêter, devrait être facile) il monte à 18 et n'en descend plus au bout de 2 mois dans le lycée 2020.

    *** tu es mathématicien! Plus que beaucoup d'ailleurs puisque tu "oses" demander.

    J'en profite pour te signaler l'axiome MartinMaximum, qui en gros dit la même chose que celui de Martin mais pour TOUS les posets (et pas juste les ccc) sauf ceux pour lesquels c'est trivial qu'il ne peut pas y avoir de générique désiré. Par exemple, si tu te limites à $\omega_1$, $MM(\omega_1)$ dit que pour tout poset, sauf cas triviaux, tout ensemble de $\omega_1$ denses est tel qu'un filtre rencontre tous ses éléments.

    Eclate-toi si tu veux car ... liberté totale**, plus de ccc à vérifier :-D

    (vérifier qu'un poset est ccc n'est pas forcément ce qu'il y a de plus jouissif. J'ai vu un fil où tu demandes pourquoi c'est vrai pour la topologie usuelle de IR, mais comme exo, tu peux t'amuser à prouver que c'est vrai pour la topologie produit sur $\R^J$ qui que soit $J$.

    ** prix à payer, $MM(\omega_1)$ => $card(\R) = \omega_2$, donc c'est un peu "concon" comme axiome, mais c'est une autre histoire. Remarque: il a été prouvé qu'il est consistant sous réserve que supercompact le soit (enfin supercompact ou autre GC, je ne suis plus trop sûr). Il entraine un truc bien: AD est vrai dans $L(\R)$.

    Je ne sais pas s'il existe des axiomes de type**** "de Martin" (entre l'axiome de Martin et le MM), qui n'aurait aucun effet sur la taille du continu MAIS qui entraine que $L(\R)\models AD$. Je poserai demain la question dans "il est facile de".

    **** un d'entre eux PFA entraine LUI AUSSI (sauf erreur je me méfie de ma mémoire maintenant) que le continu est omega2
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Je crois que pour avoir $L(\R)\models AD$ il "suffit" d'une infinité de Woodin avec un mesurable au-dessus. Mais je ne suis pas sûr, peut-être que cette hypothèse entraîne seulement la consistance de AD et qu'il faut un supercompact pour avoir $L(\R)\models AD$.
    Pour PFA je ne me souviens plus non plus, je vais regarder tout ça et te le confirmer.

    C'est vrai que $2^{\aleph_{0}}=\aleph_{2}$ ça a tendance à me donner des boutons, un peu moins que HC mais quand même.
    Historiquement c'est intéressant, parce que Gödel était persuadé que fondamentalement $2^{\aleph_{0}}=\aleph_{2}$, je n'ai jamais su pourquoi $\aleph_{2}$... et il était également persuadé qu'une hypothèse de GC devait décider de la valeur du continu. Ceci s'est avéré faux par la suite, mais ce qui est drôle c'est que ça a été un moteur puisssant dans la course aux GC.
  • Bon, je viens de vérifier, je m'étais légèrement planté dans mon post précédent :
    1) S'il existe une infinité de Woodin avec un mesurable au-dessus, alors $L(\R) \models AD$.
    2) PFA implique $2^{\aleph_{0}}=\aleph_{2}$.
    3) S'il existe un supercompact, alors il y a une extension générique dans laquelle ce supercompact est $\aleph_{2}$, et où PFA est vrai.

    Sources : Cantor's Attic, actuellement en rideau pour une durée indéterminée, heureusement que j'ai eu le temps de prendre des notes.
  • Ah ouiiii, un grand merci à vous 2!!!!

    Mon avis: de toute façon, le continu, le vrai est plus grand que tout ordinal, mais c'est une autre histoire. En tout, cas tout truc du genre "argument qui se prétend convaincant que continu = cardinal pas trop méchant concret" je le regarderai avec un scepticisme actif jusqu'à débusquer où se trouve une EVENTUELLE arnaque.

    @Martial, ce que je voulais dire c'est existe-t-il une classe définissable (par une formule $R(x)$ à une var libre) de posets, entre celle des ccc et celle de PFA (les "propres") par exemple, qui ne limite pas le continu et qui entraine DANS TOUT MODELE DE ZFC que $L(\R) \models AD$. Et sans "grands cardinaux" supplémentaires.

    Même si c'est technique, essentiellement le théorème de Martin Steel rend "évident" la détermination dans $L(\R)$ au même titre que les mesurables entrainent la détermination analytique. Evidemment "techniquement", c'est bien plus difficile à digérer mais le principe de réflexion "à la Ramsey et pluss" émanant des GC qui fait que les jeux sont déterminés n'est pas "satisfaisant" (au sens où, à l'instar de la borne de Kunen, c'est "un peu tricher" que de prouver Kunen => Riemann Hypothesis par exemple).

    J'essaierai de préciser plus cette idée.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @Martial et Mattar, en googlant dans la foulée de mon auto-discours, je suis tombé sur la thèse suivante:

    https://www.imj-prg.fr/theses/pdf/remi_strullu.pdf

    soutenue sous la direction de mon ancien DR et où j'ai la satisfaction de rencontrer un axiome, en l'occurrence, une conjonction MRP+MA, dont l'introduction annonce "qu'il faudrait au moins un supercompact" pour en prouver la consistance.

    Et bé, ça, j'aime bien croiser ce genre de truc. J'en avais un peu marre de la routine GC=> truc sur les petits cardinaux. Je trouve ça joussif de rencontre Truc sur chtis machins => consistance de Bon gros GC bien musclés :-D
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Merci pour ce lien.
    Je ne connaissais pas le principe MRP mais du coup ça va peut-être venir.

    Faudra que tu m'expliques qu'est-ce que tu entends pas "GC entraîne jeux déterminés n'est pas satisfaisant".
    Tu compares à la borne de Kunen entraîne RH, OK.
    Mais on sait que la borne de Kunen est inconsistante, tandis que pour les GC on ne sait pas...
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