Гиперпримитивная система последовательностей (англ. Hyper primitive sequence system) — нотация, созданная японским гугологом Юкито.[1][2] Это расширение примитивной системы последовательностей, которая является подсистемой матричной системы Башику, использующей разностную последовательность. Предел этой нотации равен ψ 0 ( Ω ω ) {\displaystyle \psi_0(\Omega_{\omega})} относительно быстрорастущей иерархии, индексируемой функцией Бухгольца. Хотя она имеет тот же предел, что и система последовательностей пар, она расширяется способом, совместимым с системой фундаментальных последовательностей для функции Бухгольца, в отличие от системы последовательностей пар.
Терм в записи — конечная последовательность S = ( S i ) i = 1 m {\displaystyle S=(S_{i})_{i=1}^{m}} натуральных чисел, за которой в скобках следует натуральное число n {\displaystyle n} , т. е. выражение вида ( S 1 , … , S m ) [ n ] {\displaystyle (S_{1},\ldots ,S_{m})[n]} . Он вычисляется следующим рекурсивным способом:
Функция ( 0 , ω ) [ n ] {\displaystyle (0,\omega )[n]} , определённая как ( 0 , n ) [ n ] {\displaystyle (0,n)[n]} , даёт предел этой нотации.
Множество O T {\displaystyle OT} конечных последовательностей нормальных форм в гиперпримитивной системе последовательностей определяется следующим рекурсивным способом:
Тогда O T {\displaystyle OT} является рекурсивным подмножеством множества T {\displaystyle T} конечных последовательностей натуральных чисел, как мы объясним здесь, и Expand {\displaystyle {\textrm {Expand}}} даёт примитивное рекурсивное отображение ( T ∖ { ( ) } ) × N → T {\displaystyle (T\setminus \{()\})\times \mathbb {N} \to T} , которое сохраняет нормальные формы.
Следуйте соглашению и терминологии из статьи о разностных последовательностях. Гиперпримитивная система последовательностей использует правило поиска плохого корня Parent : FinSeq × N → FinSeq {\displaystyle {\textrm {Parent}}\colon {\textrm {FinSeq}}\times \mathbb {N} \to {\textrm {FinSeq}}} для примитивной системы последовательностей, объяснённой здесь. Действительно, ( m i ) i = 0 k {\displaystyle (m_{i})_{i=0}^{k}} и N {\displaystyle N} в определении S [ n ] {\displaystyle S [ n ] } точно совпадают с Ancestors ( S ) {\displaystyle {\textrm {Ancestors}}(S)} и Kaiser ( S ) {\displaystyle {\textrm {Kaiser}}(S)} соответственно.
Если Ancestors ( S ) {\displaystyle {\textrm {Ancestors}}(S)} имеет длину 1 {\displaystyle 1} , то S {\displaystyle S} является термом-потомком, а Expand ( S , n ) {\displaystyle {\textrm {Expand}}(S,n)} получается путём удаления самой правой записи S {\displaystyle S} . Если Ancestors ( S ) {\displaystyle {\textrm {Ancestors}}(S)} имеет длину > 1 {\displaystyle >1} , то применим правило расширения к Kaiser ( S ) {\displaystyle {\textrm {Kaiser}}(S)} , очень похожее на правило в примитивной системе последовательностей; если Ancestors ( Kaiser ( S ) ) {\displaystyle {\textrm {Ancestors}}({\textrm {Kaiser}}(S))} имеет длину 1 {\displaystyle 1} , то уменьшите самый правый элемент Kaiser ( S ) {\displaystyle {\textrm {Kaiser}}(S)} , а в противном случае скопируйте плохую часть Kaiser ( S ) {\displaystyle {\textrm {Kaiser}}(S)} относительно Parent {\displaystyle {\textrm {Parent}}} . Обозначим через Kaiser ( S ) ( n ) {\displaystyle {\textrm {Kaiser}}(S)(n)} полученную конечную последовательность. Поскольку Kaiser ( S ) {\displaystyle {\textrm {Kaiser}}(S)} является разностной последовательностью RightNodes ( S ) {\displaystyle {\textrm {RightNodes}}(S)} , Kaiser ( S ) ( n ) {\displaystyle {\textrm {Kaiser}}(S)(n)} является разностной последовательностью уникальной конечной последовательности RightNodes ( S ) ( n ) {\displaystyle {\textrm {RightNodes}}(S)(n)} , первая запись которой равна RightNodes ( S ) 0 {\displaystyle {\textrm {RightNodes}}(S)_{0}} . Наконец, Expand ( S , n ) {\displaystyle {\textrm {Expand}}(S,n)} получается путём замены подпоследовательности RightNodes ( S ) {\displaystyle {\textrm {RightNodes}}(S)} из S {\displaystyle S} на RightNodes ( S ) ( n ) {\displaystyle {\textrm {RightNodes}}(S)(n)} и интерполяции промежуточных записей копиями соответствующих записей S {\displaystyle S} , измененных уровнем восхождения.
Благодаря интерпретации выше, гиперпримитивную систему последовательностей можно рассматривать как аналог системы двухлинейных диаграмм гидры, которая соответствует системе последовательностей пар.
Условия и терминологию см. в следующем:
Завершение гиперпримитивной системы последовательностей было доказано пользователем японоязычной гугология вики p進大好きbot следующим образом:
Пусть T B {\displaystyle T_{B}} обозначает множество термов в нотации Бухгольца, в которых D ω {\displaystyle D_{\omega }} не появляется.[3] Определим полную рекурсивную карту Trans : T B → T t ↦ Trans ( t ) {\displaystyle {\begin{matrix}{\textrm {Trans}}\colon T_{B}&\to &T\\t&\mapsto &{\textrm {Trans}}(t)\end{matrix}}} следующим рекурсивным способом:
Пусть O T B ⊂ T B {\displaystyle OT_{B}\subset T_{B}} обозначает подмножество ординальных членов ниже D 1 0 {\displaystyle D_{1}0} .[6]
Как показано в приведённом выше доказательстве, гиперпримитивная система последовательностей вполне совместима с ординальной нотацией Бухгольца в отличие от системы последовательностей пар.
По лемме (2) предел гиперпримитивной последовательности равен ψ 0 ( Ω ω ) {\displaystyle \psi_0(\Omega_{\omega})} относительно иерархии Харди и незначительной замены рекурсивной системы фундаментальных последовательностей, связанных с ординальной нотацией Бухгольца. В частности, он также аппроксимируется к ψ 0 ( Ω ω ) {\displaystyle \psi_0(\Omega_{\omega})} в быстрорастущей иерархии. Композит o ∘ ( Trans | O T B ) − 1 : O T → ψ 0 ( Ω ω ) {\displaystyle {\begin{matrix}o\circ ({\textrm {Trans}}|_{OT_{B}})^{-1}\colon OT\to \psi _{0}(\Omega _{\omega })\end{matrix}}} даёт интерпретацию термов в гиперпримитивной системе последовательностей стандартной формы в ординалы ниже ψ 0 ( Ω ω ) {\displaystyle \psi_0(\Omega_{\omega})} . В следующей таблице приведены примеры соответствия: