axiome v, vi und vii und theoreme


Einleitung

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Axiom V

Axiom V

\( (a,b\in{\mathcal P})\longrightarrow(ab=ba) \)

Theoreme zu Axiom V

Theorem 44 (Peano §5P2)

Es seien \( a,b\in{\mathcal P}. \) Dann gilt

\[ a'b=ba'\,. \]

Beweis:
Es sei \( z\in a'b. \) Wir zeigen \( z\in ba'. \)
1.
Es ist \( z\in\{x\in{\mathcal P}\,:\,b\in ax\} \)
(Def 1)
2.
Es ist \( z\in\{x\in{\mathcal P}\,:\,b\in xa\} \)
(1, Ax V)
3.
Es ist \( b\in za \)
(2)
4.
Es ist \( z\in ba' \)
(4, Th 3)
Es sei \( z\in ba'. \) Wir zeigen \( z\in a'b. \)
5.
Es ist \( b\in za \)
(Th 3)
6.
Es ist \( b\in az \)
(5, Ax V)
7.
Es ist \( z\in a'b \)
(6, Th 2)
Damit ist der Beweis abgeschlossen. \( \quad\Box \)


Theorem 45 (Peano §5P3)

Es seien \( a,b\in{\mathcal P} \) und \( k\in{\mathcal F}. \) Dann gilt

\[ (b\in a'k)\longleftrightarrow(a\in b'k). \]

Beweis:
Es sei \( b\in a'k. \) Wir zeigen \( a\in b'k. \)
1.
Es ist \( b\in\{x\in{\mathcal P}\,:\,\mbox{es gibt ein}\ y\in k\ \mbox{mit}\ x\in a'y\} \)
(Def 4)
2.
Es gibt ein \( y\in k \) mit \( b\in a'y \)
(1)
3.
Es gibt ein \( y\in k \) mit \( b\in ya' \)
(2, Th 44)
4.
Es gibt ein \( y\in k \) mit \( a\in b'y \)
(3, Th 4)
5.
Es ist \( a\in\{x\in{\mathcal P}\,:\,\mbox{es gibt ein}\ y\in k\ \mbox{mit}\ x\in b'y\} \)
(4)
6.
Es ist \( a\in b'k \)
(5, Def 4)
Es sei \( a\in b'k. \) Wir zeigen \( b\in a'k. \)
7.
Es ist \( a\in\{x\in{\mathcal P}\,:\,\mbox{es gibt ein}\ y\in k\ \mbox{mit}\ x\in b'y\} \)
(Def 4)
8.
Es gibt ein \( y\in k \) mit \( a\in b'y \)
(7)
9.
Es gibt ein \( y\in k \) mit \( a\in yb' \)
(8, Th 44)
10.
Es gibt ein \( y\in k \) mit \( b\in a'y \)
(9, Th 4)
11.
Es ist \( b\in\{x\in{\mathcal P}\,:\,\mbox{es gibt ein}\ y\in k\ \mbox{mit}\ x\in a'y\} \)
(10)
12.
Es ist \( b\in a'k \)
(11, Def 4)
Damit ist der Beweis abgeschlossen. \( \quad\Box \)


Theorem 46 (Peano §5P4)

Es seien \( a,b,c,d\in{\mathcal P}. \) Dann gelten

\[ (ab\cap cd\not=\emptyset)\longleftrightarrow(a\in b'cd)\longleftrightarrow(b\in a'cd)\longleftrightarrow(c\in d'ab)\longleftrightarrow(d\in c'ab). \]

Theorem 47 (Peano §5P5)

Es seien \( a,b,c,d\in{\mathcal P}. \) Dann gelten

\[ (a'b\cap cd\not=\emptyset)\longleftrightarrow[a\in b(cd)']\longleftrightarrow(b\in acd)\longleftrightarrow(c\in d'a'b)\longleftrightarrow(d\in c'a'b). \]

Theorem 48 (Peano §5P6)

Es seien \( a,b,c,d\in{\mathcal P}. \) Dann gelten

\[ (a'b\cap c'd\not=\emptyset)\longleftrightarrow[a\in b(c'd)']\longleftrightarrow(b\in ac'd)\longleftrightarrow(c\in d(a'b)'\longleftrightarrow(d\in ca'b). \]

Theorem 49 (Peano §5P7)

Es seien \( h,k\in{\mathcal F}. \) Dann gilt

\[ hk=kh. \]

Theorem 50 (Peano §5P8)

Es seien \( h,k\in{\mathcal F}. \) Dann gilt

\[ h'k=kh'\,. \]

Axiom VI

Axiom VI

\( (a,b\in{\mathcal P})\longrightarrow(a\not\in ab) \)

Theoreme zu Axiom VI

Theorem 51 (Peano §5P10)

Es seien \( a,b\in{\mathcal P}. \) Dann gilt

\[ b\not\in ab. \]

Vermittels Axiom V vereinbaren wir \( a\not\in ab. \) Zusammen mit diesem Theorem beinhaltet nun ein Segment \( ab \) weder seinen Anfangspunkt \( a \) noch seinen Endpunkt \( b. \)

Beweis:
1.
Es ist \( ab=ba \)
(Ax V)
2.
Es ist \( b\not\in ba \)
(Ax VI)
3.
Es ist \( b\not\in ab \)
(1, 2)
Damit ist der Beweis abgeschlossen. \( \quad\Box \)


Theorem 52 (Peano §5P11)

Es seien \( a,b,c\in{\mathcal P} \) mit \( c\in ab. \) Dann gelten

\[ c\not=a\quad\mbox{und}\quad c\not=b. \]

Theorem 53 (Peano §5P12)

Es seien \( a,b,c\in{\mathcal P} \) mit \( c\in a'b. \) Dann gelten

\[ a\not=b,\quad a\not=c,\quad b\not=c. \]

Theorem 54 (Peano §5P13)

Es sei \( a\in{\mathcal P}. \) Dann gilt

\[ a'a=\emptyset\,. \]

Theorem 55 (Peano §5P14)

Es sei \( a\in{\mathcal P}. \) Dann gilt

\[ a''=\emptyset\,. \]

Theorem 56 (Peano §5P15)

Es seien \( a\in{\mathcal P} \) und \( k\in{\mathcal F}. \) Dann gilt

\[ a\not\in ak. \]

Axiom VII

Axiom VII

\( (a,b\in{\mathcal P}\ \mbox{mit}\ a\not=b)\longrightarrow(a'b\not=\emptyset) \)

Theorem zu Axiom VII

Theorem 57 (Peano §5P17)

Es seien \( a,b\in{\mathcal P}. \) Dann gilt

\[ (a'b=\emptyset)\longleftrightarrow(a=b). \]

Theorem 58 (Peano §5P18)

Es seien \( a,b\in{\mathcal P} \) mit \( a\not=b. \) Dann gilt

\[ b\in aa'b. \]