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  <title>Blog de Frédéric</title>
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  <description>Frédéric Wang's Blog, about mathematics and computer science / Blog de Frédéric Wang, sur les mathématiques et l'informatique.</description>
  <language>en</language>
  <pubDate>Sun, 16 Jun 2013 18:36:47 +0200</pubDate>
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    <title>Exercises in Set Theory: Iterated Forcing and Martin’s Axiom</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/06/01/Exercises-in-Set-Theory%3A-Iterated-Forcing-and-Martin%E2%80%99s-Axiom</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:48fa22a953c7636065d97b83ca12d3a5</guid>
    <pubDate>Sat, 01 Jun 2013 18:29:00 +0200</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>set theory</category><category>website updates</category>    
    <description>    &lt;div id=&quot;p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;New solutions to exercises from Thomas Jech’s book “Set Theory”:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;

&lt;div id=&quot;p2&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;ul id=&quot;I1&quot; class=&quot;ltx_itemize&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i1&quot; class=&quot;ltx_item&quot; style=&quot;list-style-type:none;&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_tag ltx_tag_itemize&quot;&gt;•&lt;/span&gt; 
&lt;div id=&quot;I1.i1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_16.php&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;Chapter 16: Iterated Forcing and Martin’s Axiom&lt;/a&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p3&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Last November, I tried to provide
&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2012/11/27/Exercises-in-Set-Theory%3A-Ultrafilters-and-Boolean-algebras&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;some details&lt;/a&gt;
of the proof given in chapter 7,
regarding the fact that the continuum hypothesis implies the
existence of a Ramsey ultrafilter.
&lt;a href=&quot;http://boolesrings.org/krautzberger/&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;Peter Krautzberger&lt;/a&gt;
pointed out that the proof could
probably work assuming only Martin’s Axiom.
This was indeed proved by Booth in 1970 and the missing argument is actually
given in exercise 16.16. For completeness, I copy the details on this blog
post.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p4&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Remember that the proof involves contructing a sequence
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;{(X_{\alpha})}_{{\alpha&amp;lt;2^{{\aleph_{0}}}}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{(X_{\alpha})}_{{\alpha&amp;lt;2^{{\aleph_{0}}}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of infinite subsets of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\omega&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\omega&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
The induction hypothesis is that at step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;2^{{\aleph_{0}}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;2^{{\aleph_{0}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta_{1},\beta_{2}&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta_{1},\beta_{2}&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta_{1}&amp;lt;\beta_{2}\implies X_{{\beta_{2}}}\setminus X_{{\beta_{1}}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⟹&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta_{1}&amp;lt;\beta_{2}\implies X_{{\beta_{2}}}\setminus X_{{\beta_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is finite.
It is then easy to show the result for the successor step,
since the construction satisfies
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;X_{{\alpha+1}}\subseteq X_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;X_{{\alpha+1}}\subseteq X_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. However at limit step, to ensure that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;X_{\alpha}\setminus X_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;X_{\alpha}\setminus X_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is finite for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, the proof
relies on the continunum hypothesis. This is the only place where it is used.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p5&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Assume instead Martin’s Axiom and consider a limit step
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;2^{{\aleph_{0}}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;2^{{\aleph_{0}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Define the forcing notion
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{\alpha}=\{(s,F):s\in{[\omega]}^{{&amp;lt;\omega}},F\in{[\alpha]}^{{&amp;lt;\omega}}\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;none/&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;none/&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{\alpha}=\{(s,F):s\in{[\omega]}^{{&amp;lt;\omega}},F\in{[\alpha]}^{{&amp;lt;\omega}}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s^{{\prime}},F^{{\prime}})\leq(s,F)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s^{{\prime}},F^{{\prime}})\leq(s,F)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; iff
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;s\subseteq s^{{\prime}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;s\subseteq s^{{\prime}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;F\subseteq F^{{\prime}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;F\subseteq F^{{\prime}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;s^{{\prime}}\setminus s\subseteq X_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;s^{{\prime}}\setminus s\subseteq X_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta\in F&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta\in F&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
It is clear that the relation is reflexive and antisymmetric. The transitivity
is almost obvious, just note that if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s_{3},F_{3})\leq(s_{2},F_{2})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s_{3},F_{3})\leq(s_{2},F_{2})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s_{2},F_{2})\leq(s_{1},F_{1})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s_{2},F_{2})\leq(s_{1},F_{1})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta\in F_{1}\subseteq F_{2}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta\in F_{1}\subseteq F_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we have
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;s_{3}\setminus s_{1}\subseteq s_{3}\setminus s_{2}\cup s_{2}\setminus s_{1}%&amp;#10;\subseteq X_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;s_{3}\setminus s_{1}\subseteq s_{3}\setminus s_{2}\cup s_{2}\setminus s_{1}%
\subseteq X_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p6&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;The forcing notion satisfies ccc or even property (K):
since &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;{[\omega]}^{{&amp;lt;\omega}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;none/&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{[\omega]}^{{&amp;lt;\omega}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is countable,
for any uncountable subset &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;W&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;W&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;W&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;t\in{[\omega]}^{{&amp;lt;\omega}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;none/&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t\in{[\omega]}^{{&amp;lt;\omega}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such
that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;Z=\{(s,F)\in W:s=t\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;Z&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;W&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;Z=\{(s,F)\in W:s=t\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is uncountable. Then any
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(t,F_{1}),(t,F_{2})\in Z&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Z&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(t,F_{1}),(t,F_{2})\in Z&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; have a common refinement &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(t,F_{1}\cup F_{2})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(t,F_{1}\cup F_{2})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p7&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;For all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n&amp;lt;\omega&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&amp;lt;\omega&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, define &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;D_{n}=\{(s,F):|s|\geq n\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;D_{n}=\{(s,F):|s|\geq n\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta_{1}&amp;gt;\beta_{2}&amp;gt;...&amp;gt;\beta_{k}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta_{1}&amp;gt;\beta_{2}&amp;gt;...&amp;gt;\beta_{k}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the elements of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;F&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;F&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
We show by induction on &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;1\leq m\leq k&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1\leq m\leq k&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\bigcap_{{i=1}}^{m}X_{{\beta_{i}}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;⋂&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\bigcap_{{i=1}}^{m}X_{{\beta_{i}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
is infinite. This is true for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;m=1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m=1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; by assumption. If it is true for
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;m-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p8&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;table id=&quot;S0.Ex1&quot; class=&quot;ltx_equation&quot;&gt;

&lt;tr class=&quot;ltx_equation ltx_align_baseline&quot;&gt;
&lt;td class=&quot;ltx_eqn_pad&quot;/&gt;
&lt;td class=&quot;ltx_align_center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Ex1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\bigcap_{{i=1}}^{{m-1}}X_{{\beta_{i}}}=\bigcap_{{i=1}}^{m}X_{{\beta_{i}}}\cup%&amp;#10;\bigcap_{{i=1}}^{m}X_{{\beta_{i}}}\setminus X_{{\beta_{m}}}&quot; display=&quot;block&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mover&gt;&lt;munder&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;⋂&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/munder&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mover&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mover&gt;&lt;munder&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;⋂&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/munder&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mover&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mover&gt;&lt;munder&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;⋂&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/munder&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mover&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\bigcap_{{i=1}}^{{m-1}}X_{{\beta_{i}}}=\bigcap_{{i=1}}^{m}X_{{\beta_{i}}}\cup%
\bigcap_{{i=1}}^{m}X_{{\beta_{i}}}\setminus X_{{\beta_{m}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;td class=&quot;ltx_eqn_pad&quot;/&gt;&lt;/tr&gt;
&lt;/table&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p9&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;The left hand side is infinite by induction hypothesis. The second term
of the right hand side is included in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;X_{{\beta_{1}}}\setminus X_{{\beta_{m}}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;X_{{\beta_{1}}}\setminus X_{{\beta_{m}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and thus
is finite. Hence the first term is infinite and the result is true for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Finally, for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;m=k&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m=k&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we get that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\bigcap_{{\beta\in F}}X_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;⋂&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\bigcap_{{\beta\in F}}X_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is infinite. Pick &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x_{1},x_{2},...,x_{n}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x_{1},x_{2},...,x_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; distinct
elements from that set and define &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s^{{\prime}},F^{{\prime}})=(s\cup\{x_{1},...x_{n}\},F)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s^{{\prime}},F^{{\prime}})=(s\cup\{x_{1},...x_{n}\},F)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
We have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s^{{\prime}},F^{{\prime}})\in D_{n}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s^{{\prime}},F^{{\prime}})\in D_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;s\subseteq s^{{\prime}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;s\subseteq s^{{\prime}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;F\subseteq F^{{\prime}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;F\subseteq F^{{\prime}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta\in F&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta\in F&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;s^{{\prime}}\setminus s=\{x_{1},...x_{n}\}\subseteq X_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;s^{{\prime}}\setminus s=\{x_{1},...x_{n}\}\subseteq X_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. This shows that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;D_{n}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;D_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is dense. For each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
the set &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;E_{\beta}=\{(s,F):\beta\in F\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;E&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;E_{\beta}=\{(s,F):\beta\in F\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is also dense:
for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s,F)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s,F)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; consider &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s^{{\prime}},F^{{\prime}})=(s,F\cup\{\beta\})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s^{{\prime}},F^{{\prime}})=(s,F\cup\{\beta\})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p10&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;By Martin’s Axiom there is a generic filter &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;G&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; for the family
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\{D_{n}:n&amp;lt;\omega\}\cup\{E_{\beta}:\beta&amp;lt;\alpha\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;E&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\{D_{n}:n&amp;lt;\omega\}\cup\{E_{\beta}:\beta&amp;lt;\alpha\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of
size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;|\alpha|&amp;lt;2^{{\aleph_{0}}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|\alpha|&amp;lt;2^{{\aleph_{0}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;X_{\alpha}=\{n&amp;lt;\omega:\exists(s,F)\in G,n\in s\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∃&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;X_{\alpha}=\{n&amp;lt;\omega:\exists(s,F)\in G,n\in s\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
For all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n&amp;lt;\omega&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&amp;lt;\omega&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s,F)\in G\cap D_{n}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s,F)\in G\cap D_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;|X_{\alpha}|\geq|s|\geq n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|X_{\alpha}|\geq|s|\geq n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;X_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;X_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is infinite. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s_{1},F_{1})\in G\cap E_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;E&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s_{1},F_{1})\in G\cap E_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
For any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in X_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in X_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s_{2},F_{2})\in G&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s_{2},F_{2})\in G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in s_{2}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in s_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Hence there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s_{3},F_{3})\in G&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s_{3},F_{3})\in G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; a refinement of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(s_{1},F_{2}),(s_{2},F_{2})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(s_{1},F_{2}),(s_{2},F_{2})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
We have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in s_{2}\subseteq s_{3}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in s_{2}\subseteq s_{3}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;s_{3}\subseteq s_{1}\subseteq X_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;s_{3}\subseteq s_{1}\subseteq X_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Hence &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;X_{\alpha}\setminus X_{\beta}\subseteq s_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;s&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;X_{\alpha}\setminus X_{\beta}\subseteq s_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is finite and the induction
hypothesis is true at step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p10.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>Exercises in Set Theory: Applications of Forcing</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/05/03/Exercises-in-Set-Theory%3A-Applications-of-Forcing</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:74ff4d7c7fa8f20879cc187cf33b5ae3</guid>
    <pubDate>Fri, 03 May 2013 22:04:00 +0200</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>set theory</category><category>website updates</category>    
    <description>    &lt;div class=&quot;ltx_document&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;New solutions to exercises from Thomas Jech’s book ‘‘Set Theory’’:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p2&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;ul id=&quot;I1&quot; class=&quot;ltx_itemize&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i1&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.i1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_15.php&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;Chapter 15: Forcing&lt;/a&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p3&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;The exercises from this chapter was a good opportunity to play a bit more
with the forcing method. Exercise 15.15 seemed a straightforward
generalization of &lt;a href=&quot;https://en.wikipedia.org/wiki/Forcing_%28set_theory%29#Easton_forcing&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;Easton’s forcing&lt;/a&gt; but turned out to be a bit technical.
I realized that the forcing notion used in that exercise provides a
result in ZFC (a bit like Exercises 15.31 and 15.32 allow to prove some
theorems on Boolean Algebras by Forcing).&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p4&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Remember that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{0}=\aleph_{0},\beth_{1}=2^{{\beth_{0}}},\beth_{2}=2^{{\beth_{1}}}...,%&amp;#10;\beth_{\omega}=\sup\beth_{n},...,\beth_{{\alpha+1}}=2^{{\beth_{{\alpha}}}},...&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;sup&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{0}=\aleph_{0},\beth_{1}=2^{{\beth_{0}}},\beth_{2}=2^{{\beth_{1}}}...,%
\beth_{\omega}=\sup\beth_{n},...,\beth_{{\alpha+1}}=2^{{\beth_{{\alpha}}}},...&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is the normal sequence built by
application of the continuum function at successor step.
One may wonder: is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; regular?&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p5&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;First consider the case where &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is limit. The case &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha=0&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha=0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is
clear (&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{0}=\aleph_{0}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{0}=\aleph_{0}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is regular) so assume &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;gt;0&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;gt;0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is an inacessible
cardinal, it is easy to prove by induction that for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we
have
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\beta}&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\beta}&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;: at step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta=0&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta=0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we use that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is uncountable,
at successor step that it is strong limit and at limit step that it is
regular. Hence &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\alpha}=\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\alpha}=\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so is regular.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not a cardinal then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\operatorname{cf}(\beth_{\alpha})=\operatorname{cf}(\alpha)\leq|\alpha|&amp;lt;\alpha%&amp;#10;\leq\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{cf}(\beth_{\alpha})=\operatorname{cf}(\alpha)\leq|\alpha|&amp;lt;\alpha%
\leq\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is singular. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a cardinal but not strong limit
then there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;2^{\beta}\geq\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{\beta}\geq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Since
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha\leq\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha\leq\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\gamma&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\gamma&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\gamma}&amp;gt;\beta&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\gamma}&amp;gt;\beta&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\alpha}\geq\beth_{{\gamma+1}}=2^{{\beth_{\gamma}}}&amp;gt;2^{\beta}\geq\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\alpha}\geq\beth_{{\gamma+1}}=2^{{\beth_{\gamma}}}&amp;gt;2^{\beta}\geq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\operatorname{cf}(\beth_{\alpha})=\operatorname{cf}(\alpha)\leq\alpha&amp;lt;\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{cf}(\beth_{\alpha})=\operatorname{cf}(\alpha)\leq\alpha&amp;lt;\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is singular. Finally, if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m23&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a singular cardinal,
then again &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m24&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\operatorname{cf}(\beth_{\alpha})=\operatorname{cf}(\alpha)&amp;lt;\alpha\leq\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{cf}(\beth_{\alpha})=\operatorname{cf}(\alpha)&amp;lt;\alpha\leq\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.m25&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is singular.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p6&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;What about the successor case i.e. &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{{\alpha+1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;?
By Corollary 5.3 from Thomas Jech’s book any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we can show
that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\aleph_{{\alpha+1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\aleph_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a regular cardinal. The Generalized
Continuum Hypothesis says that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\forall\alpha,\aleph_{\alpha}=\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall\alpha,\aleph_{\alpha}=\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Since it holds in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;L&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we can not prove in ZFC that for some
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{{\alpha+1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is singular.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p7&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;The generic extension &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;V[G]\supseteq V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V[G]\supseteq V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; constructed in exercise 15.15
satisfies GCH and so it’s another way
to show that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{{\alpha+1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; can not be proved to be singular for some
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. However, it provides a better result: by construction,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;V[G]\models\beth_{{\alpha+1}}^{V}={(\beth_{{\alpha}}^{V})}^{+}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊧&lt;/mo&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V[G]\models\beth_{{\alpha+1}}^{V}={(\beth_{{\alpha}}^{V})}^{+}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;V[G]\models[\beth_{{\alpha+1}}^{V}\text{ is a regular cardinal}]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊧&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; is a regular cardinal&lt;/mtext&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V[G]\models[\beth_{{\alpha+1}}^{V}\text{ is a regular cardinal}]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Since
‘‘regular cardinal’’ is a &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Pi_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Π&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Pi_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; notion we deduce that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{{\alpha+1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a regular cardinal in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p8&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Now the question is: is there any ‘‘elementary’’ proof of the fact that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p8.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{{\alpha+1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is regular i.e. without using the forcing method?&lt;/p&gt;


&lt;p class=&quot;ltx_p&quot;&gt;--update: of course, I forgot to mention that by König’s theorem,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;2^{{\beth_{{\alpha}}}}=\beth_{{\alpha+1}}\geq\operatorname{cf}(\beth_{{\alpha+%&amp;#10;1}})=\operatorname{cf}(2^{{\beth_{{\alpha}}}})\geq{(\beth_{{\alpha}})}^{+}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{\beth_{{\alpha}}}}=\beth_{{\alpha+1}}\geq\operatorname{cf}(\beth_{{\alpha+%
1}})=\operatorname{cf}(2^{{\beth_{{\alpha}}}})\geq{(\beth_{{\alpha}})}^{+}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
so the singularity of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{{\alpha+1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; would imply the failure of the
continuum hypothesis for the cardinal &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p9.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beth_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℶ&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beth_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and this is not provable
in ZFC.&lt;/p&gt;

&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>Firefox Nightly passes the Acid2 test</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/05/03/Firefox-Nightly-passes-the-Acid2-test</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:8d65a7583b5a90787a62eb75f9dd1c99</guid>
    <pubDate>Fri, 03 May 2013 14:40:00 +0200</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>blink</category><category>mathml</category><category>mozilla</category>    
    <description>    &lt;p&gt;Some updates on the &lt;a
href=&quot;https://github.com/fred-wang/AcidTestsMathML/&quot;&gt;MathML Acid Tests&lt;/a&gt;...
First the patch for &lt;a
href=&quot;https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=717546&quot;&gt;bug 717546&lt;/a&gt;
landed in Nightly and thus Gecko is now the first layout engine to pass the &lt;a
href=&quot;http://fred-wang.github.io/AcidTestsMathML/acid2/&quot;&gt;MathML Acid2 test&lt;/a&gt;.
Here is a screenshot that should look familiar:&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;&lt;img alt=&quot;MathML Acid2, Nightly&quot;
src=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/all-blogs/public/mathml/acid2_nightly.png&quot;
width=&quot;546&quot; height=&quot;619&quot; /&gt;&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;As you know, Google developers forked Webkit and decided to remove from
Blink all the code (including MathML) on which they don't plan to work in the
short term. As a comparison, here is how the MathML Acid2 test looks like in
Chrome Canary:&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;&lt;img alt=&quot;MathML Acid 2 Test, Canary&quot;
src=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/all-blogs/public/mathml/acid2_canary.png&quot;
width=&quot;552&quot; height=&quot;621&quot; /&gt;&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;Next, someone reported that &lt;a
href=&quot;https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=851835&quot;&gt;Firefox Mac got more
errors&lt;/a&gt; in the &lt;a
href=&quot;http://fred-wang.github.io/AcidTestsMathML/acid3/&quot;&gt;MathML Acid3 test&lt;/a&gt;.
I was already aware of some shortcomings anyway and thus took the opportunity
to rewrite the tests with a better error tolerance. The changes also fixed some
measurement issues with auto resizing on mobile platforms or when the zoom
level is not set to the default. I also made the tests for stretchy operators
more reliable and as a consequence, Gecko lost two points: the new score is
60/100. I still need to review and describe the tests and hope I won't find
more mistakes.&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;Finally, I also added a &lt;a
href=&quot;http://fred-wang.github.io/AcidTestsMathML/acid1/&quot;&gt;MathML Acid1 test&lt;/a&gt;.
It does not really look like the &quot;classical&quot; Acid1 test and is not &quot;automated&quot;,
in the sense that a reader must carefully (and in a subjective way) check the
&lt;a
href=&quot;http://fred-wang.github.io/AcidTestsMathML/acid1/description.html&quot;&gt;basic
requirements&lt;/a&gt;. But at least it provides a small test in the spirit of CSS
Acid 1: all 100%-conformant HTML 5 agents should be able to render these very
elementary MathML expressions. Note that the formulas in the MathML Acid1 test
are supposed to express mathematical properties of boxes from the CSS Acid1
test.&lt;/p&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>Suslin’s Problem</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:9e4c137d8ffb697f9f1350e47e1cbadb</guid>
    <pubDate>Thu, 04 Apr 2013 10:09:00 +0200</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>set theory</category>    
    <description>    &lt;div class=&quot;ltx_page_main&quot;&gt;
&lt;div class=&quot;ltx_page_content&quot;&gt;
&lt;div class=&quot;ltx_document&quot;&gt;

&lt;div id=&quot;p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;In a previous blog post, I mentioned the
&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/03/20/Exercises-in-Set-Theory%3A-Classical-Independence-Results&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;classical independence results&lt;/a&gt; regarding the Axiom of Choice and the Generalized Continuum Hypothesis.
Here, I’m going to talk about a slightly less known
problem that is undecidable in
ZFC. It is about a characterization of the set of reals &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p1.1.m1.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and its
formulation does not involve at all cardinal arithmetics or the axiom of
choice, but only properties of ordered sets.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p2&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;p2.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;First, the set of rationals &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{Q},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;p2.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m1.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m1.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m1.1.2&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;p2.1.m1.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m1.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m1.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{Q},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
is well-known to be countable. It is
linearly ordered (for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;p2.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m2.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m2.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m2.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m2.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m2.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m2.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m2.1.5&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; either &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;p2.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m3.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m3.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m3.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m3.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; or &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y&amp;lt;x&quot; xml:id=&quot;p2.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m4.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m4.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y&amp;lt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;),
unbounded (for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;p2.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m5.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m5.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m5.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m5.1.3&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y_{1},y_{2}\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;p2.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m6.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m6.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p2.1.m6.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m6.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;p2.1.m6.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m6.1.8.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p2.1.m6.1.8.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m6.1.4&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;p2.1.m6.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m6.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m6.1.7&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y_{1},y_{2}\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;y_{1}&quot; xml:id=&quot;p2.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m7.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m7.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m7.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p2.1.m7.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m7.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;p2.1.m7.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;y_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y_{2}&amp;lt;x&quot; xml:id=&quot;p2.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m8.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p2.1.m8.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m8.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;p2.1.m8.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m8.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m8.1.4&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y_{2}&amp;lt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;) and dense (for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;p2.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m9.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m9.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m9.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m9.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m9.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m9.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m9.1.5&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;p2.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m10.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m10.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m10.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m10.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we
can find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;p2.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m11.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m11.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m11.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m11.1.3&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;z&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;p2.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p2.1.m12.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m12.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m12.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m12.1.3&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p2.1.m12.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m12.1.5&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;z&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;). It turns out that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p2.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;p2.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p2.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p2.1.m13.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p2.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; can
be characterized by these order properties:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmlemma1&quot; class=&quot;ltx_theorem ltx_theorem_lemma&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_bold ltx_title_theorem&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_tag ltx_tag_theorem&quot;&gt;Lemma 0.1&lt;/span&gt;.&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmlemma1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(P,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(P,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be a countable, dense, unbounded linearly ordered set. Then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(P,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(P,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is isomorphic to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{Q},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1.2&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmlemma1.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{Q},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id1&quot; class=&quot;ltx_proof&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_italic ltx_title_proof&quot;&gt;Proof.&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;id1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P=\{p_{n}:n\in\mathbb{N}\}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.11&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.11.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.11.1a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.11.1b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.11.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.5.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.11.1c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.11.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.7&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.8&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.9&quot;&gt;ℕ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1.11.1d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P=\{p_{n}:n\in\mathbb{N}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}=\{q_{n}:n\in\mathbb{N}\}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.11&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.11.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.11.1a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.11.1b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.11.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.5.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.11.1c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.11.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.7&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.8&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.9&quot;&gt;ℕ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1.11.1d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}=\{q_{n}:n\in\mathbb{N}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be enumerations of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
We shall construct by induction a sequence
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{0}\subseteq f_{1}\subseteq f_{2}\subseteq...&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.13&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.13.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.3&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.13.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.4&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.6&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.13.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.8.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.9&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1.12&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{0}\subseteq f_{1}\subseteq f_{2}\subseteq...&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of functions such that
for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n\in\mathbb{N}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m6.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m6.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m6.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m6.1.3&quot;&gt;ℕ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n\in\mathbb{N}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\operatorname{dom}(f_{n})\supseteq\{p_{i}:i&amp;lt;n\}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.3&quot;&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.1a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.1b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.1c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.6.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.1d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.8&quot;&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.10&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.11.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.13&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.14&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.15&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1.17.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{dom}(f_{n})\supseteq\{p_{i}:i&amp;lt;n\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\operatorname{ran}(f_{n})\supseteq\{q_{i}:i&amp;lt;n\}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.3&quot;&gt;ran&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.1a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.1b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.1c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.6.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.1d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.8&quot;&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.10&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.11.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.13&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.14&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.15&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1.17.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{ran}(f_{n})\supseteq\{q_{i}:i&amp;lt;n\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\forall x,y\in\operatorname{dom}(f_{n}),x&amp;lt;y\Leftrightarrow f(x)&amp;lt;f(y)&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.1&quot;&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.2&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.3&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.4&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.5&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.8&quot;&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1c&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.9&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.27&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.10&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.11.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.12&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.13&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.14&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.15&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.16&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.17&quot;&gt;⇔&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.18&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1d&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.19&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.20&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.21&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.22&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.23&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1e&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.24&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.25&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1.26&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m9.1f&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall x,y\in\operatorname{dom}(f_{n}),x&amp;lt;y\Leftrightarrow f(x)&amp;lt;f(y)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f=\bigcup_{{n\in\mathbb{N}}}f_{n}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.7.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.3&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.4.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.4.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.4.1.3&quot;&gt;ℕ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.7.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1.6.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f=\bigcup_{{n\in\mathbb{N}}}f_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a function:
if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(x,y),(x,z)\in f&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.2&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.4&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.8&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.3c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.10&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.14.1.3d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.12&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1.13&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(x,y),(x,z)\in f&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m12.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; large enough such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(x,y),(x,z)\in f_{n}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.2&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.4&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.8&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.3c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.10&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.1.3d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.12&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.15.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.13&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1.14.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(x,y),(x,z)\in f_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and since &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{n}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m14.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m14.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m14.1.2.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a function &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y=z&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m15.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m15.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m15.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m15.1.3&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y=z&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Moreover, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\operatorname{dom}(f)=\bigcup_{{n\in\mathbb{N}}}\operatorname{dom}(f_{n})=P&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.3&quot;&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.2b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.2c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.7&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.8&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.9.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.9.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.9.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.9.1.3&quot;&gt;ℕ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.3.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.12&quot;&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.3.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.3.2b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.3.2c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.3.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.14&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.15.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.19.3.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.17&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1.18&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{dom}(f)=\bigcup_{{n\in\mathbb{N}}}\operatorname{dom}(f_{n})=P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\operatorname{ran}(f)=\bigcup_{{n\in\mathbb{N}}}\operatorname{ran}(f_{n})=%&amp;#10;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.3&quot;&gt;ran&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.2b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.2c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.7&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.8&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.9.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.9.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.9.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.9.1.3&quot;&gt;ℕ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.3.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.12&quot;&gt;ran&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.3.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.3.2b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.3.2c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.3.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.14&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.15.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.19.3.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.17&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1.18&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{ran}(f)=\bigcup_{{n\in\mathbb{N}}}\operatorname{ran}(f_{n})=%
\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Finally,
for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y\in P&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1.5&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m19.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; large enough such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y\in\operatorname{dom}(f_{n})&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.7&quot;&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12.2b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12.2c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.9&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.10.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1.12.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in\operatorname{dom}(f_{n})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;y\Leftrightarrow f_{n}(x)&amp;lt;f_{n}(y)\Leftrightarrow f(x)&amp;lt;f(y)&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.4&quot;&gt;⇔&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.3.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.3.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.6.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.3.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.8&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.8a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.8b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.8c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.10&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.3.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.3.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.11&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.12.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.3.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.14&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.14a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.14b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.14c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.16&quot;&gt;⇔&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.4&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.17&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.4.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.19&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.19a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.19b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.19c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.21&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.4.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.22&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.26.4.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.24&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.24a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.24b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1.24c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;y\Leftrightarrow f_{n}(x)&amp;lt;f_{n}(y)\Leftrightarrow f(x)&amp;lt;f(y)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m22.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m22.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m22.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m22.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is an isomorphism between &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m23&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(P,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1.2&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m23.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(P,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p1.1.m24&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{Q},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1.2&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p1.1.m24.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{Q},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id1.p2&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id1.p2.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Thus let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{0}=\emptyset&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1.4&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{0}=\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{n}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m2.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m2.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m2.1.2.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is defined, we construct
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{{n+1}}\supseteq f_{n}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.2.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.3&quot;&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.4&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1.5.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{{n+1}}\supseteq f_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; as follows. Suppose &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p_{n}\notin\operatorname{dom}(f_{n})&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.11&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.11.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.2.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.3&quot;&gt;∉&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.11.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.6&quot;&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.11.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.11.2b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.11.2c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.11.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.8&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.9.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1.11.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p_{n}\notin\operatorname{dom}(f_{n})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\forall i&amp;lt;n,p_{n}&amp;gt;p_{i}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.11&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.11.2&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.11.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.1&quot;&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.2&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.4&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.11a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.11.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.11.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.6&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.7.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.8&quot;&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.11.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.9&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1.10.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall i&amp;lt;n,p_{n}&amp;gt;p_{i}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m6.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is unbounded we can consider
the least &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n_{0}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m7.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m7.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m7.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n_{0}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\forall i&amp;lt;n,f(p_{i})&amp;lt;q_{{n_{0}}}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.2&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.1&quot;&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.2&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.4&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.6&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.3.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.3.1.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.3.1.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.3.1.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.8&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.9.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.3.1.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.11&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.14.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.12&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.13.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.13.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1.13.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall i&amp;lt;n,f(p_{i})&amp;lt;q_{{n_{0}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and set
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{{n+1}}(p_{n})=q_{{n_{0}}}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.2.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10.1.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.5.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.7&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.10.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.8&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.9.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.9.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1.9.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{{n+1}}(p_{n})=q_{{n_{0}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Similarly if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\forall i&amp;lt;n,p_{n}&amp;lt;p_{i}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.11&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.11.2&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.11.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.1&quot;&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.2&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.4&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.11a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.11.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.11.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.6&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.7.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.11.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.9&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1.10.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall i&amp;lt;n,p_{n}&amp;lt;p_{i}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Otherwise,
let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;i_{1},i_{2}&amp;lt;n&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.8.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.8.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.4&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1.7&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;i_{1},i_{2}&amp;lt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p_{{i_{1}}}&amp;lt;p_{n}&amp;lt;p_{{i_{2}}}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.9&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.9.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.2.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.2.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.9.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.5.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.9.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.7&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.8.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1.8.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p_{{i_{1}}}&amp;lt;p_{n}&amp;lt;p_{{i_{2}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
with &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p_{{i_{1}}},p_{{i_{2}}}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.2.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.2.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.6a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.6.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.5.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1.5.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p_{{i_{1}}},p_{{i_{2}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; respectively the largest and smallest possible.
Because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m14.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is dense we can consider the least &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n_{0}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m15.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m15.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m15.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n_{0}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{{n}}(p_{{i_{1}}})&amp;lt;q_{{n_{0}}}&amp;lt;f_{{n}}(p_{{i_{2}}})&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.2.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.2.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.2.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.2.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.5.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.5.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.2.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.7&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.8&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.9.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.9.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.9.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.10&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.4&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.4.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.11&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.12.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.4.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.4.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.4.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.4.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.14&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.15.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.15.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.15.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1.17.4.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{{n}}(p_{{i_{1}}})&amp;lt;q_{{n_{0}}}&amp;lt;f_{{n}}(p_{{i_{2}}})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and again set
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{{n+1}}(p_{n})=q_{{n_{0}}}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.2.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10.1.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.5.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.7&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.10.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.8&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.9.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.9.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1.9.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{{n+1}}(p_{n})=q_{{n_{0}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Similarly, if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n\neq n_{0}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1.2&quot;&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1.3&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1.4.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n\neq n_{0}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we use the fact that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m19.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is unbounded and dense to find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;m_{0}\geq n+1&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.7&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.1&quot;&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.3&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.4&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.5&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1.6&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m_{0}\geq n+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; that allows to define
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{{n+1}}(p_{{m_{0}}})=q_{n}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.2.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10.1.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.5.1.1&quot;&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.5.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.7&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.10.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.8&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1.9.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{{n+1}}(p_{{m_{0}}})=q_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and ensures &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id1.p2.1.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{{n+1}}&quot; xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1.2.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id1.p2.1.m22.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{{n+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is order-preserving.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id1.p3&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id1.p3.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;∎&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p3&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;p3.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;We now notice that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p3.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;p3.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p3.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m1.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p3.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is linearly ordered, unbounded, dense and has the
least upper-bound property (that is any nonempty bounded subset of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p3.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;p3.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p3.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m2.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p3.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; has
a least upper-bound). Moreover, the subset &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p3.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;p3.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p3.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m3.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p3.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is countable and dense in
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p3.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;p3.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p3.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m4.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p3.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
(that is for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p3.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y\in\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;p3.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p3.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p3.1.m5.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p3.1.m5.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m5.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p3.1.m5.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m5.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p3.1.m5.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m5.1.5&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p3.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p3.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;p3.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p3.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p3.1.m6.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m6.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p3.1.m6.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m6.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p3.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we can find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p3.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;p3.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p3.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p3.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m7.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p3.1.m7.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m7.1.3&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p3.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p3.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;z&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;p3.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p3.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p3.1.m8.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m8.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p3.1.m8.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m8.1.3&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p3.1.m8.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p3.1.m8.1.5&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p3.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;z&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;). Using the previous lemma, we deduce again that these
order properties give a characterization of the set of reals:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmtheorem1&quot; class=&quot;ltx_theorem ltx_theorem_theorem&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_bold ltx_title_theorem&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_tag ltx_tag_theorem&quot;&gt;Theorem 0.1&lt;/span&gt;.&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be an unbounded, dense and linearly ordered set with the
least upper-bound property. Suppose that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; has a dense countable subset
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is isomorphic to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{R},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1.2&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem1.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{R},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id2&quot; class=&quot;ltx_proof&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_italic ltx_title_proof&quot;&gt;Proof.&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;id2.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id2.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is countable by assumption and since &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P\subseteq R&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m2.1.3&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P\subseteq R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; it is also
linearly ordered. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y\in P\subseteq R&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.8.2a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.5&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.6&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1.7&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in P\subseteq R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m4.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then by density
of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m5.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m6.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z\in P&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m7.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m7.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m7.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;z&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1.3&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1.5&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;z&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m9.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is actually
dense. Similarly, if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in P\subseteq R&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1.4&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1.5&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in P\subseteq R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then since &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m11.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is unbounded
there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y_{1},y_{2}\in R&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.8.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.8.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.4&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1.7&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y_{1},y_{2}\in R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y_{2}&amp;lt;x&amp;lt;y_{2}&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.8&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.4&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.5&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.8.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.6&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1.7.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y_{2}&amp;lt;x&amp;lt;y_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and again
by density of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m14.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m15.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we can find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z_{1},z_{2}\in P&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.8.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.8.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.4&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1.7&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z_{1},z_{2}\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y_{2}&amp;lt;z_{2}&amp;lt;x&amp;lt;z_{1}&amp;lt;y_{1}&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.14&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.14.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.14.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.4&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.7&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.14.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.9&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.10.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.11&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.14.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.12&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1.13.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y_{2}&amp;lt;z_{2}&amp;lt;x&amp;lt;z_{1}&amp;lt;y_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m18.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is unbounded. By the previous lemma,
there is an isomorphism of ordered sets &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p1.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f:P\rightarrow\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1.2&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1.4&quot;&gt;→&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1.5&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p1.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f:P\rightarrow\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id2.p2&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id2.p2.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;We define for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in R&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m1.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m1.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m1.1.3&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)=\sup_{{y\in P;y&amp;lt;x}}f(y)&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.6&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.7&quot;&gt;sup&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1.9&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1a&quot;&gt;;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1.10&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1.5&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.8.1.7&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.9&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.13.2.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.11&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.11a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.11b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1.11c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)=\sup_{{y\in P;y&amp;lt;x}}f(y)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m3.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is dense in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m4.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m5.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; has the least upper bound property this is well-defined.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in P&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m6.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m6.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m6.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m6.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y&amp;lt;x&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m7.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m7.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m7.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y&amp;lt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y\in P&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m8.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m8.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m8.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m8.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we have
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f(y)&amp;lt;f(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.10&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.10.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.10.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.3b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.5&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.10.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.6&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.10.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.8&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.8a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.8b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1.8c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f(y)&amp;lt;f(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)\leq f(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.11&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.11.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.11.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.11.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.6&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.11.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.11.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.9&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.9a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.9b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1.9c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)\leq f(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)&amp;lt;f(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.11&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.11.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.11.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.11.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.11.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.11.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.9&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.9a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.9b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1.9c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)&amp;lt;f(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
we could find (by density of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m12.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m13.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;) an element &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m14.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m14.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m14.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m14.1.3&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such
that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)&amp;lt;q&amp;lt;f(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.13&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.13.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.13.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.13.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.7&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.13.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.9&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.13.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.11&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.11a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.11b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1.11c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)&amp;lt;q&amp;lt;f(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. For &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p=f^{{-1}}(q)&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.8&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.8.1&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.3&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.4.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.4.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.4.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.8.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.6b&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1.6c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p=f^{{-1}}(q)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we get &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p&amp;lt;x&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m17.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m17.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m17.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m17.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p&amp;lt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q=f(p)\leq f_{\star}(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.13&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.13.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.3&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.13.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.5&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.5a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.5b&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.5c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.7&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.13.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.13.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.8&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.9.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.13.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.11&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.11a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.11b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1.11c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q=f(p)\leq f_{\star}(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. A contradiction. So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p2.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;{f_{\star}}_{{|P}}=f&quot; xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.6&quot;&gt;&lt;mmultiscripts xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;none xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.6.1a&quot;/&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.3.1.1&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.3.1.2&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;none xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.6.1b&quot;/&gt;&lt;/mmultiscripts&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.4&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p2.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{f_{\star}}_{{|P}}=f&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id2.p3&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id2.p3.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y\in R&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1.5&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m2.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m2.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m2.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m3.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is increasing we
get &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)\leq f_{\star}(y)&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.12.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.12.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.12.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.6&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.12.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.12.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.8.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.12.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.10&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.10a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.10b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1.10c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)\leq f_{\star}(y)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. By density of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m5.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m6.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we can
find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p_{1},p_{2}\in P&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.8.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.8.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1.7&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p_{1},p_{2}\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;p_{1}&amp;lt;p_{2}&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.10&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.10.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.3&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.5&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.10.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.6&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.7.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1.9&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;p_{1}&amp;lt;p_{2}&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Again, we get
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)\leq f_{\star}(p_{1})=p_{1}&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.6&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.8.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.3.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.3.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.3.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.10&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.11.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.3.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.13&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.16.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.14&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1.15.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)\leq f_{\star}(p_{1})=p_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p_{2}=f_{\star}(p_{2})\leq f_{\star}(y)&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.4&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.5.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.3.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.3.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.3.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.7&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.8.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.3.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.10&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.4&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.4.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.11&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.12.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.16.4.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.14&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.14a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.14b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1.14c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p_{2}=f_{\star}(p_{2})\leq f_{\star}(y)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence we actually have
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)&amp;lt;f_{\star}(y)&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.12.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.12.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.12.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.12.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.12.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.8.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.12.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.10&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.10a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.10b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1.10c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)&amp;lt;f_{\star}(y)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. In particular, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p3.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}&quot; xml:id=&quot;id2.p3.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p3.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p3.1.m12.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p3.1.m12.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p3.1.m12.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p3.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is one-to-one.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id2.p4&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id2.p4.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;We shall prove that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m1.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m1.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m1.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is surjective. Of course
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(P)=f(P)=\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.13&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.13.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.13.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.13.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.4b&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.6&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.13.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.13.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.9&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.9a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.9b&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.9c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.11&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1.12&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(P)=f(P)=\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; so let’s consider
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;r\in\mathbb{R}\setminus\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1.1&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1.3&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1.4&quot;&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1.5&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;r\in\mathbb{R}\setminus\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Define
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x=\sup_{{q&amp;lt;r:q\in\mathbb{Q}}}f^{{-1}}(q)\in R&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.12&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.12.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.12.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.3&quot;&gt;sup&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.8&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.3&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.4&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.9&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.5&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.4.1.7&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.12.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.12.2.2&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.12.2.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.6.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.6.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.6.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.12.2.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.8&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.8a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.8b&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.8c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.10&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1.11&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x=\sup_{{q&amp;lt;r:q\in\mathbb{Q}}}f^{{-1}}(q)\in R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
This is well-defined because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m5.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is dense in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m6.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m7.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; has the
the least upper bound property. Then for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q&amp;lt;r&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m8.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m8.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m8.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m8.1.3&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q&amp;lt;r&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m9.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m9.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m9.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m9.1.3&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
we have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f^{{-1}}(q)\leq x&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.8.1&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.2.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.2.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.8.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.4b&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.6&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1.7&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f^{{-1}}(q)\leq x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; by definition.
By density of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m11.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m12.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we can actually find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q^{{\prime}}\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1.5&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1.2.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1.4&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q^{{\prime}}\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q&amp;lt;q^{{\prime}}&amp;lt;r&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1.3&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1.4.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1.5&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1.6&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q&amp;lt;q^{{\prime}}&amp;lt;r&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f^{{-1}}(q)&amp;lt;f^{{-1}}(q^{{\prime}})\leq x&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.2&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.2.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.2.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.4b&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.3&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.8.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.8.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.8.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.3.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.3.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.3.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.10&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.11.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.15.3.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.13&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1.14&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f^{{-1}}(q)&amp;lt;f^{{-1}}(q^{{\prime}})\leq x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We have
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;gt;f^{{-1}}(q)\in P&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.10&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.2&quot;&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.10.2&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.10.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.3&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.4.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.4.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.4.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.10.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.6b&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.6c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.8&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1.9&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;gt;f^{{-1}}(q)\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)\geq f(f^{{-1}}(q))=q&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.6&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.3.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.3.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.3.2b&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.3.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.9&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.10.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.10.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.10.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.3.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.12&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.12a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.12b&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.12c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.17.3.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.15&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1.16&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)\geq f(f^{{-1}}(q))=q&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)\geq r&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.8.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.6&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1.7&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)\geq r&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Suppose that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;r&amp;lt;f_{\star}(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.8&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.1&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.3&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.4.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.8.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.6b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1.6c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;r&amp;lt;f_{\star}(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and consider
(by density of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m20.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m21.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;) some
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m22.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m22.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m22.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m22.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m22.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m22.1.3&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m22.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m23&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;r&amp;lt;q&amp;lt;f_{\star}(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.10&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.1&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.3&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.10.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.10.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.6.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.10.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.8&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.8a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.8b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1.8c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m23.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;r&amp;lt;q&amp;lt;f_{\star}(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m24&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p=f^{{-1}}(q)&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.8&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.8.1&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.3&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.4.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.4.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.4.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.8.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.6b&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1.6c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m24.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p=f^{{-1}}(q)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m25&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p&amp;lt;x&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m25.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m25.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m25.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m25.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m25.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m25.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m25.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p&amp;lt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m26&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q^{{\prime}}\in\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1.5&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1.2.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1.4&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m26.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q^{{\prime}}\in\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m27&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q^{{\prime}}&amp;lt;r&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1.5&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1.2.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1.4&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m27.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q^{{\prime}}&amp;lt;r&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m28&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p\leq f^{{-1}}(q^{{\prime}})&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.9&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.9.1&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.9.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.3&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.4.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.4.1.1&quot;&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.4.1.2&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.9.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.9.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.9.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.9.1.3b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.6&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.7.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1.9.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m28.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p\leq f^{{-1}}(q^{{\prime}})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m29&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;r&amp;lt;q=f(p)\leq q^{{\prime}}&amp;lt;r&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.14&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.1&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.3&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.4&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.14.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.5&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.14.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.7&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.7a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.7b&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.7c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.9&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.14.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.10&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.11.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.12&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1.13&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m29.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;r&amp;lt;q=f(p)\leq q^{{\prime}}&amp;lt;r&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; a contradiction.
If instead &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m30&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p\geq x&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m30.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m30.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m30.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m30.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m30.1.2&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m30.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m30.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p\geq x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p4.1.m31&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{{\star}}(x)\leq f_{{\star}}(p)=q&amp;lt;f_{\star}(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.6&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.8.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.10&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.10a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.10b&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.10c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.12&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.13&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.14&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.4&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.4.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.15&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.16.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.20.4.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.18&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.18a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.18b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1.18c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p4.1.m31.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{{\star}}(x)\leq f_{{\star}}(p)=q&amp;lt;f_{\star}(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; which is again a
contradiction.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id2.p5&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id2.p5.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Finally, let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y\in R&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1.5&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(x)&amp;lt;f_{\star}(y)&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.12.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.12.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.12.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.4b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.12.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.12.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.8.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.12.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.10&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.10a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.10b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1.10c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(x)&amp;lt;f_{\star}(y)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Because
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m3.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is totally ordered either &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;y&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m4.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m4.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; or &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y&amp;lt;x&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m5.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m5.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m5.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m5.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y&amp;lt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. But the latter is
impossible since we saw above that it implied &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}(y)&amp;lt;f_{\star}(x)&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.12.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.12.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.12.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.4b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.12.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.12.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.7&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.8.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.12.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.10&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.10a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.10b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1.10c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}(y)&amp;lt;f_{\star}(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Hence &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;f_{\star}&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id2.p5.1.m7.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m7.1.1&quot;&gt;f&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m7.1.2.1&quot;&gt;⋆&lt;/mo&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;f_{\star}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is an isomorphism between &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id2.p5.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{R},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1.2&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id2.p5.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{R},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id2.p6&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id2.p6.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;∎&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p4&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;p4.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Now consider a totally ordered set &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;p4.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m1.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m1.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m1.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;p4.1.m1.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m1.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m1.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. For any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a,b&quot; xml:id=&quot;p4.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m2.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m2.1.4a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m2.1.3&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a,b&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we define
the open interval &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(a,b)=\{x\in R:a&amp;lt;x&amp;lt;b\}&quot; xml:id=&quot;p4.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.1a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.1b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m3.1.2&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.1c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m3.1.4&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.1d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.6&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m3.1.8&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.9&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m3.1.10&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m3.1.12&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.13&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m3.1.14&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.15&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m3.1.16&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m3.1.18.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(a,b)=\{x\in R:a&amp;lt;x&amp;lt;b\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Suppose
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P=\{p_{n}:n\in\mathbb{N}\}&quot; xml:id=&quot;p4.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m4.1.11&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m4.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m4.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m4.1.11.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m4.1.11.1a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m4.1.11.1b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m4.1.11.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m4.1.4&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m4.1.5.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;p4.1.m4.1.11.1c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m4.1.11.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m4.1.7&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m4.1.8&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m4.1.9&quot;&gt;ℕ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m4.1.11.1d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P=\{p_{n}:n\in\mathbb{N}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a dense subset of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;p4.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m5.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;{\left((a_{i},b_{i})\right)}_{{i\in I}}&quot; xml:id=&quot;p4.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2b&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2c&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2d&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m6.1.3&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m6.1.4.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2e&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m6.1.6&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m6.1.7.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2f&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m6.1.11.2g&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m6.1.10.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m6.1.10.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m6.1.10.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m6.1.10.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{\left((a_{i},b_{i})\right)}_{{i\in I}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
is a family of pairwise disjoint open intervals
then we can associate to any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(a_{i},b_{i})&quot; xml:id=&quot;p4.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m7.1.8&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m7.1.8a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m7.1.8b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m7.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m7.1.2&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m7.1.3.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m7.1.8c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m7.1.8.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m7.1.5&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m7.1.6.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m7.1.8d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(a_{i},b_{i})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the least &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n_{i}\in\mathbb{N}&quot; xml:id=&quot;p4.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m8.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m8.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m8.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m8.1.2.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m8.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m8.1.4&quot;&gt;ℕ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n_{i}\in\mathbb{N}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;  such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p_{{n_{i}}}\in(a_{i},b_{i})&quot; xml:id=&quot;p4.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m9.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m9.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m9.1.2.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m9.1.2.1.2.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m9.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m9.1.5&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m9.1.6.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m9.1.8&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m9.1.9.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m9.1.11.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p_{{n_{i}}}\in(a_{i},b_{i})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (by density of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;p4.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m10.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;p4.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m11.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;). Since the family is
disjoint the function &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p4.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;i\mapsto n_{i}&quot; xml:id=&quot;p4.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p4.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;p4.1.m12.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m12.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;p4.1.m12.1.2&quot;&gt;↦&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p4.1.m12.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m12.1.3&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p4.1.m12.1.4.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p4.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;i\mapsto n_{i}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; obtained is one-to-one and so the
family is at most countable. One naturally wonders what happens if we
replace in theorem &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem1&quot; title=&quot;Theorem 0.1 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.1&lt;/span&gt;&lt;/a&gt;
the existence of a countable dense subset by this
weaker property on open intervals:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmproblem1&quot; class=&quot;ltx_theorem ltx_theorem_problem&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_bold ltx_title_theorem&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_tag ltx_tag_theorem&quot;&gt;Problem 0.1&lt;/span&gt; (Suslin’s Problem).&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmproblem1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be an unbounded, dense and linearly ordered set with the
least upper-bound property. Suppose that any family of disjoint open
intervals in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is at most countable. Is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; isomorphic to
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{R},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmproblem1.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{R},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;?&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p5&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;p5.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;We have seen how this problem arises from a natural generalization of
a characterization of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;p5.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p5.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p5.1.m1.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p5.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We note that we did not use the Axiom of Choice
in the above analysis and that the problem can be expressed using only
definitions on ordered sets. However, in order to answer Suslin’s Problem
we will need to introduce more concepts. We will assume familiarity with
basic notions of Set Theory like ordinals, cardinals or the Axiom of Choice.
The first five chapters of Thomas Jech’s book ‘‘Set Theory’’ should be enough.
In addition, we will rely on the axiom &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&quot; xml:id=&quot;p5.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p5.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p5.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p5.1.m2.1.2&quot;&gt;MA&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p5.1.m2.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;p5.1.m2.1.3.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;p5.1.m2.1.3.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p5.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and on the
Diamond Principle &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p5.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Diamond&quot; xml:id=&quot;p5.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p5.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;p5.1.m3.1.1&quot;&gt;◇&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p5.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Diamond&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, that we define here:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmdefinition1&quot; class=&quot;ltx_theorem ltx_theorem_definition&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_bold ltx_title_theorem&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_tag ltx_tag_theorem&quot;&gt;Definition 0.1&lt;/span&gt; (Martin’s Axiom &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmdefinition1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\aleph_{1}&quot; xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.m1.1.3&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.m1.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.m1.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\aleph_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, Diamond Principle).&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&quot; xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;MA&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1.1.3.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1.1.3.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Diamond&quot; xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;◇&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmdefinition1.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Diamond&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are defined as follows:&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmdefinition1.p2&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;ul id=&quot;I1&quot; class=&quot;ltx_itemize&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i1&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.i1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.i1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;Let &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i1.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(P,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(P,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; be a partially ordered set. Two elements &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i1.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y&quot; xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m2.1.4a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m2.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; are
compatible if there is &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i1.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z&quot; xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; such that &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i1.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z\leq x&quot; xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m4.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z\leq x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; and &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i1.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z\leq y&quot; xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m5.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m5.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m5.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m5.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i1.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z\leq y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;.
&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;Note that comparable implies compatible.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i2&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.i2.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.i2.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i2.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;D&quot; xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;D&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; is dense in &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i2.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; if
for any &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i2.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p\in P&quot; xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m3.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; there is &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i2.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;d\in D&quot; xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m4.1.3&quot;&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;d\in D&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; such that &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i2.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;d\leq p&quot; xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m5.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m5.1.1&quot;&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m5.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m5.1.3&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i2.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;d\leq p&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i3&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.i3.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.i3.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i3.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;G\subseteq P&quot; xml:id=&quot;I1.i3.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i3.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i3.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i3.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i3.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i3.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i3.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G\subseteq P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;
is a filter if:&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ul id=&quot;I1.I1&quot; class=&quot;ltx_itemize&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I1.I1.i1&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.I1.i1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.I1.i1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I1.i1.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;G\neq\emptyset&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i1.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I1.i1.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i1.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i1.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i1.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i1.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I1.i1.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G\neq\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;/&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.I1.i2&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.I1.i2.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.I1.i2.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;For any &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p,q\in P&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1.5&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p,q\in P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; such that
&lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p\leq q&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m2.1.3&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p\leq q&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; and &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p\in G&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m3.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p\in G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; we have &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;q\in G&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m4.1.3&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I1.i2.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;q\in G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;/&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.I1.i3&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.I1.i3.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.I1.i3.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;Any &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;p,q\in G&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1.5&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;p,q\in G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; there is &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;r\in G&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m2.1.3&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;r\in G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; such that &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;r\leq p,q&quot; xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;r&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;p&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1.5&quot;&gt;q&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I1.i3.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;r\leq p,q&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i4&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.i4.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.i4.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i4.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&quot; xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;MA&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m1.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m1.1.3.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m1.1.3.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;: Let &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i4.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(P,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(P,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;
be a partially ordered set such that any subset of paiwise
incompatible elements of &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i4.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P&quot; xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; is at most countable. Then for any
family of at most &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i4.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\aleph_{1}&quot; xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m4.1.3&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m4.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\aleph_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; dense subsets there is a filter
&lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i4.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;G\subseteq P&quot; xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m5.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m5.1.1&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m5.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m5.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i4.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G\subseteq P&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;
that has a nonempty intersection with each element of this family.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i5&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.i5.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.i5.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;A set &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i5.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C\subseteq\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i5.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C\subseteq\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; is closed unbounded if&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;ul id=&quot;I1.I2&quot; class=&quot;ltx_itemize&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I1.I2.i1&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.I2.i1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.I2.i1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;It is unbounded in the sense that
for any &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; there is &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta\in C&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m2.1.3&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta\in C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; such that
&lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\beta&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m3.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i1.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\beta&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;/&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.I2.i2&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.I2.i2.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.I2.i2.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;It is closed for the order topology, or equivalently
if for any &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\gamma&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\gamma&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; and any &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\gamma&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\gamma&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;-sequence
&lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha_{0}&amp;lt;\alpha_{1}&amp;lt;...&amp;lt;\alpha_{\xi}&amp;lt;...&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.17&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.17.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.17.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.9&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.10&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.17.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.11&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.12.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.13&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1.16&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha_{0}&amp;lt;\alpha_{1}&amp;lt;...&amp;lt;\alpha_{\xi}&amp;lt;...&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;
&lt;/span&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;of elements of &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;, &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\lim_{{\xi\rightarrow\gamma}}\alpha_{\xi}&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.5.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.1&quot;&gt;lim&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.2.1.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.2.1.2&quot;&gt;→&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.2.1.3&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.5a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.5.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1.4.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\lim_{{\xi\rightarrow\gamma}}\alpha_{\xi}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; is
in &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m6.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.I2.i2.p1.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i6&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.i6.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.i6.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;A set &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i6.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S\subseteq\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S\subseteq\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; is stationary if for any &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i6.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;
closed unbounded, &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i6.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S\cap C\neq\emptyset&quot; xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1.2&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1.5&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i6.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S\cap C\neq\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i7&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I1.i7.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I1.i7.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i7.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Diamond&quot; xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;◇&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Diamond&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;: There is an &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i7.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m2.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m2.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;-sequence of sets
&lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i7.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S_{\alpha}\subseteq\alpha&quot; xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S_{\alpha}\subseteq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; such that for every &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i7.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;X\subseteq\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;X\subseteq\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;
the set &lt;/span&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I1.i7.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\{\alpha&amp;lt;\omega_{1}:X\cap\alpha=S_{\alpha}\}&quot; xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.2&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.4&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.7&quot;&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.8&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.9&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.10&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.11&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.12.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1.14d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I1.i7.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\{\alpha&amp;lt;\omega_{1}:X\cap\alpha=S_{\alpha}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt; is
stationary.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p6&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;p6.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;First we show that if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p6.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&quot; xml:id=&quot;p6.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p6.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p6.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p6.1.m1.1.2&quot;&gt;MA&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p6.1.m1.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;p6.1.m1.1.3.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;p6.1.m1.1.3.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p6.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; holds, then we get a positive
answer to Suslin’s problem:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmtheorem2&quot; class=&quot;ltx_theorem ltx_theorem_theorem&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_bold ltx_title_theorem&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_tag ltx_tag_theorem&quot;&gt;Theorem 0.2&lt;/span&gt;.&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;Assume Martin’s axiom &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;MA&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1.1.3.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1.1.3.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; holds.
Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be an unbounded, dense and linearly ordered set with the
least upper-bound property. Suppose that any disjoint family of open
intervals in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is at most countable. Then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is isomorphic
to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{R},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1.2&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem2.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{R},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id3&quot; class=&quot;ltx_proof&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_italic ltx_title_proof&quot;&gt;Proof.&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;id3.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id3.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Suppose &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not isomorphic to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{R},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{R},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and in particular
does not have any countable dense subset (otherwise we could apply
theorem &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem1&quot; title=&quot;Theorem 0.1 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.1&lt;/span&gt;&lt;/a&gt;).
We define closed intervals &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\alpha}\subseteq R&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1.3&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\alpha}\subseteq R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; by induction on
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\beta}=[a_{\beta},b_{\beta}]&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11.2a&quot;&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.5&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.6.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.8&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.9.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1.11.2d&quot;&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\beta}=[a_{\beta},b_{\beta}]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
is defined for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m6.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m6.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m6.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m6.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
then the set &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C=\{a_{\beta}:\beta&amp;lt;\alpha\}\cup\{b_{\beta}:\beta&amp;lt;\alpha\}&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.1a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.1b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.4&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.5.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.1c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.7&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.9&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.1d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.11&quot;&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.13&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.14.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.16&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.17&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.18&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1.20.1.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C=\{a_{\beta}:\beta&amp;lt;\alpha\}\cup\{b_{\beta}:\beta&amp;lt;\alpha\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is countable and thus is not dense in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m8.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Then there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a_{\alpha}&amp;lt;b_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1.4&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1.5.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a_{\alpha}&amp;lt;b_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\alpha}=[a_{\alpha},b_{\alpha}]&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11.2a&quot;&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.5&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.6.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.8&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.9.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1.11.2d&quot;&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\alpha}=[a_{\alpha},b_{\alpha}]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is disjoint from &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m11.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We define the set
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S=\{I_{\alpha},\alpha&amp;lt;\omega_{1}\}&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1c&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.3&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.12&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.5.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.6&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.7&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.13&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.9&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.10.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1.11&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m12.1d&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S=\{I_{\alpha},\alpha&amp;lt;\omega_{1}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Clearly,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;|S|=\aleph_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.7.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.7.1a&quot; fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.2&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.7.1b&quot; fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.4&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.5&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1.6.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|S|=\aleph_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(S,\subsetneq)&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1.6&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1.2&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1.4&quot;&gt;⊊&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(S,\subsetneq)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is partially ordered.
We note that if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1.5&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1.6.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then by construction
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a_{\beta},b_{\beta}\notin I_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.9&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.9.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.9.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.9.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.9.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.4&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.5.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.6&quot;&gt;∉&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.9.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.7&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1.8.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a_{\beta},b_{\beta}\notin I_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so either
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\alpha}\cap I_{\beta}=\emptyset&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.8.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.3&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.5.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.6&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1.7&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\alpha}\cap I_{\beta}=\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; or &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\alpha}\subsetneq I_{\beta}&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1.3&quot;&gt;⊊&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1.5.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\alpha}\subsetneq I_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
In particular, comparable is the same as compatible in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m19.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
any family of pairwise incomparable/incompatible elements of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m20.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
is a family of pairwise disjoint intervals of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p1.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id3.p1.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p1.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p1.1.m21.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p1.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; so at most countable.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id3.p2&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id3.p2.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and define &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{{I_{\alpha}}}=\{I\in S:I\supsetneq I_{\alpha}\}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.2.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.2.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.5&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.7&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.9&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.10&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.2.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.11&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.12.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1.14.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{{I_{\alpha}}}=\{I\in S:I\supsetneq I_{\alpha}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;X\subseteq P_{{I_{\alpha}}}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1.1&quot;&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1.3&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1.4.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1.4.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;X\subseteq P_{{I_{\alpha}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
nonempty. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m4.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the least ordinal such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\beta}\in X&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1.4&quot;&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\beta}\in X&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\gamma}\in X&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1.2.1&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1.4&quot;&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\gamma}\in X&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta\leq\gamma&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m7.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m7.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m7.1.3&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta\leq\gamma&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\gamma}\cap I_{\beta}\supseteq I_{\alpha}\neq\emptyset&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.11&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.11.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.11.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.2.1&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.3&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.11.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.5.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.6&quot;&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.11.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.7&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.8.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.9&quot;&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1.10&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\gamma}\cap I_{\beta}\supseteq I_{\alpha}\neq\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence by
the previous remark &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{\beta}\supseteq I_{\gamma}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1.3&quot;&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1.5.1&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{\beta}\supseteq I_{\gamma}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{{I_{\alpha}}}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m10.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m10.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m10.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m10.1.2.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m10.1.2.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{{I_{\alpha}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is well-ordered by &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\supseteq&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m11.1.1&quot;&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\supseteq&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
we define &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(I_{\alpha})&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.6.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.6.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.6.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.6.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1.6.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(I_{\alpha})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the order-type of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{{I_{\alpha}}}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m13.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m13.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m13.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m13.1.2.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m13.1.2.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{{I_{\alpha}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
We note that the set &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{{I_{\alpha}}}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m14.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m14.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m14.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m14.1.2.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m14.1.2.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{{I_{\alpha}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; can be enumerated by
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{{\alpha_{1}}}\supsetneq I_{{\alpha_{2}}}\supsetneq...\supsetneq I_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.13&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.13.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.2.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.3&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.13.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.5.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.5.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.6&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.9&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.10&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.13.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.11&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1.12.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{{\alpha_{1}}}\supsetneq I_{{\alpha_{2}}}\supsetneq...\supsetneq I_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
for some &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha_{\xi}\leq\alpha&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1.2.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1.3&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha_{\xi}\leq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(I_{\alpha})&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.9&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.9.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.9.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.9.1.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.9.1.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.9.1.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.9.1.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.9.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.7&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1.8.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(I_{\alpha})&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Moreover for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha,\beta&amp;lt;\omega&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1.3&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1.5&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha,\beta&amp;lt;\omega&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{{\alpha}}\supsetneq I_{{\beta}}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1.3&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1.5.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{{\alpha}}\supsetneq I_{{\beta}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{{I_{\alpha}}}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m20.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m20.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m20.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m20.1.2.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m20.1.2.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{{I_{\alpha}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is an initial segment of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{{I_{\beta}}}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m21.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m21.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m21.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m21.1.2.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m21.1.2.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{{I_{\beta}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(I_{\alpha})&amp;lt;o(I_{\beta})&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.1.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.1.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.1.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.1.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.7&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.2.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.2.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.2.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.9&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.10.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1.12.2.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m22.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(I_{\alpha})&amp;lt;o(I_{\beta})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Hence for each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m23&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m23.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the set
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p2.1.m24&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;L_{\alpha}=\{I\in S:o(I)=\alpha\}&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.1&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.5&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.7&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.9&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2.3.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.11&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.11a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.11b&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.11c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.13&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.14&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1.16.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p2.1.m24.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L_{\alpha}=\{I\in S:o(I)=\alpha\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; has pairwise incomparable
elements and so is at most countable.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id3.p3&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id3.p3.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;For any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I\in S&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m1.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m1.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m1.1.3&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I\in S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, define &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S_{I}=\{J\in S:J\subseteq I\}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.2.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.5&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.7&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.9&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.10&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.11&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1.13.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S_{I}=\{J\in S:J\subseteq I\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T=\{I\in S:|S_{I}|=\aleph_{1}\}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.5&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.6&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1.3.1a&quot; fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1.3.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.9&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.10.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1.3.1b&quot; fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.12&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1.3.2&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.13&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.14.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1.16.1d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T=\{I\in S:|S_{I}|=\aleph_{1}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and suppose that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;L_{\alpha}\cap T=\emptyset&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.7.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.1&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.3&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.4&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.5&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1.6&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L_{\alpha}\cap T=\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S=\bigcup_{{\beta&amp;lt;\alpha}}L_{\beta}\cup\bigcup_{{I\in L_{\alpha}}}S_{I}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.12&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.12.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.12.1.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.12.1.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.3&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.4.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.4.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.12.1.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.5&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.6.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.7&quot;&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.12.1.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.12.1.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.8&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.9.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.9.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.9.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.9.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.9.1.3&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.9.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.12.1.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.10&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1.11.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S=\bigcup_{{\beta&amp;lt;\alpha}}L_{\beta}\cup\bigcup_{{I\in L_{\alpha}}}S_{I}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
since the
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;L_{\beta}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m7.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m7.1.1&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m7.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are at most countable for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and the
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S_{I}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m9.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m9.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m9.1.2.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S_{I}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are at most countable for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I\in L_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1.3&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I\in L_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we would
have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m11.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; at most countable, a contradiction. So for each
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I\in T\cap L_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.4&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.5&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1.6.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I\in T\cap L_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and in particular
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;|T|=\aleph_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.7.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.7.1a&quot; fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.2&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.7.1b&quot; fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.4&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.5&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1.6.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|T|=\aleph_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We note that if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I\in T&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m15.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m15.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m15.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m15.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I\in T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;J\supseteq I&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m16.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m16.1.1&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m16.1.2&quot;&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m16.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;J\supseteq I&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S_{I}\subseteq S_{J}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1.2.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1.3&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1.4&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1.5.1&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S_{I}\subseteq S_{J}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;J\in T&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m18.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m18.1.1&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m18.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m18.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;J\in T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. In particular,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{I}=\{J\in T:J\supsetneq I\}&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.2.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.5&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.7&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.9&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.10&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.11&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1.13.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{I}=\{J\in T:J\supsetneq I\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and thus without loss of generality
we may assume that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p3.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S=T&quot; xml:id=&quot;id3.p3.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p3.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p3.1.m20.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m20.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p3.1.m20.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p3.1.m20.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p3.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S=T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id3.p4&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id3.p4.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;For any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p4.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p4.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; let
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p4.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;D_{\alpha}=\{I\in D_{\alpha}:o(I)&amp;gt;\alpha\}&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.1&quot;&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.5&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.7&quot;&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.8.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.10&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2.3.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.12&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.12a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.12b&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.12c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.14&quot;&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.15&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1.17.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p4.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;D_{\alpha}=\{I\in D_{\alpha}:o(I)&amp;gt;\alpha\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. For any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p4.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I\in S&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p4.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m3.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m3.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m3.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m3.1.3&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p4.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I\in S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p4.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;|S_{I}|=\aleph_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.8.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.8.1a&quot; fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.2&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.3.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.8.1b&quot; fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.5&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.6&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1.7.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p4.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|S_{I}|=\aleph_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p4.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S_{I}=\left(\bigcup_{{\beta\leq\alpha}}S_{I}\cap L_{\beta}\right)\cup S_{I}%&amp;#10;\cap D_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.2.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.1a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.1b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.1.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.1.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.5&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.6.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.6.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.6.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.1.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.7&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.8.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.9&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.10&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.11.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.1c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.13&quot;&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.14&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.15.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.16&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.19.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.17&quot;&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1.18.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p4.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S_{I}=\left(\bigcup_{{\beta\leq\alpha}}S_{I}\cap L_{\beta}\right)\cup S_{I}%
\cap D_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. The first term is at most countable and so the
second is uncountable and a fortiori nonempty. So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p4.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;D_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p4.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p4.1.m6.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m6.1.1&quot;&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m6.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p4.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;D_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a dense
subset of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p4.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id3.p4.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p4.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p4.1.m7.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p4.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id3.p5&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id3.p5.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Using &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m1.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m1.1.2&quot;&gt;MA&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m1.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m1.1.3.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m1.1.3.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;G\subseteq S&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m2.1.1&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m2.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m2.1.3&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G\subseteq S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; a filter that
intersects each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;D_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m3.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m3.1.1&quot;&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m3.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;D_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. By definition, elements of a filter are
pairwise compatible and so pairwise comparable.
Let us construct by induction
on &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, some sets &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;J_{\alpha}\in G&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1.1&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1.4&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;J_{\alpha}\in G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;J_{\beta}&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m6.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m6.1.1&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m6.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;J_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is
constructed for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m7.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m7.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m7.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\gamma=\sup_{{\beta&amp;lt;\alpha}}o(J_{\beta})&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.1&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.3&quot;&gt;sup&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.4.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.4.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.5&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2.2.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2.2.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2.2.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.7&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.8.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.2.2.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.10&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.13.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.11&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1.12.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\gamma=\sup_{{\beta&amp;lt;\alpha}}o(J_{\beta})&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and we can pick
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;J_{\alpha}\in G\cap D_{\gamma}&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.8&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.1&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.4&quot;&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.5&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.8.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.6&quot;&gt;D&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1.7.1&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;J_{\alpha}\in G\cap D_{\gamma}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We obtain a decreasing &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m10.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m10.1.1&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m10.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-sequence
of intervals
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;J_{0}\supsetneq J_{1}\supsetneq...\supsetneq J_{\alpha}\supsetneq...&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.17&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.17.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.1&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.3&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.17.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.4&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.6&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.9&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.10&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.17.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.11&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.12.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.13&quot;&gt;⊋&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1.16&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;J_{0}\supsetneq J_{1}\supsetneq...\supsetneq J_{\alpha}\supsetneq...&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;J_{\alpha}=[x_{\alpha},y_{\alpha}]&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.1&quot;&gt;J&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11.2a&quot;&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.5&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.6.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.8&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.9.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1.11.2d&quot;&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;J_{\alpha}=[x_{\alpha},y_{\alpha}]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then this gives an increasing sequence
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x_{0}&amp;lt;x_{1}&amp;lt;x_{2}&amp;lt;...&amp;lt;x_{\alpha}&amp;lt;...&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.20&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.20.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.20.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.4&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.20.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.7&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.8.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.9&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.12&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.13&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.20.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.14&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.15.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.16&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1.19&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x_{0}&amp;lt;x_{1}&amp;lt;x_{2}&amp;lt;...&amp;lt;x_{\alpha}&amp;lt;...&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. The sets
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id3.p5.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(x_{\alpha},x_{{\alpha+1}})&quot; xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.8&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.8a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.8b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.2&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.3.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.8c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.8.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.5&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.6.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.6.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1.8d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id3.p5.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(x_{\alpha},x_{{\alpha+1}})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; form an uncountable family of disjoint open
intervals. A contradiction.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id3.p6&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id3.p6.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;∎&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p7&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;p7.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Finally, we show that the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p7.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Diamond&quot; xml:id=&quot;p7.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p7.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;p7.1.m1.1.1&quot;&gt;◇&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p7.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Diamond&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; principle provides a negative answer to
Suslin’s problem:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmtheorem3&quot; class=&quot;ltx_theorem ltx_theorem_theorem&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_bold ltx_title_theorem&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_tag ltx_tag_theorem&quot;&gt;Theorem 0.3&lt;/span&gt;.&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_font_italic&quot;&gt;Assume the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Diamond&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;◇&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Diamond&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; principle holds.
Then there is a linearly ordered set &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(R,&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(R,&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; not isomorphic to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(\mathbb{R},&amp;lt;)&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1.6&quot;&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1.6a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1.6b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1.2&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1.6c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1.6d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;S0.Thmtheorem3.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(\mathbb{R},&amp;lt;)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
unbounded, dense, that has the least upper-bound property and
such that any family of disjoint open intervals is at most countable.&lt;/span&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4&quot; class=&quot;ltx_proof&quot;&gt;
&lt;h6 class=&quot;ltx_title ltx_font_italic ltx_title_proof&quot;&gt;Proof.&lt;/h6&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;{(S_{\alpha})}_{{\alpha&amp;lt;\omega_{1}}}&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.6.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.6.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.6.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.2&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.3.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.6.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.5.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.5.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.5.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.5.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1.5.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{(S_{\alpha})}_{{\alpha&amp;lt;\omega_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be a &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Diamond&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m2.1.1&quot;&gt;◇&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Diamond&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-sequence.
We first construct a partial ordering &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\prec&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m3.1.1&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\prec&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T=\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T=\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
We define for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;1\leq\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1.7&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1.2&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1.5&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1.6.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1\leq\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; an ordering
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(T_{\alpha},\prec)&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.7&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.7a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.7b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.2&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.3.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.7c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.5&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1.7d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(T_{\alpha},\prec)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; on initial segments
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}\subseteq\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1.3&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1.4&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}\subseteq\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and obtain the ordering &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\prec&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m8.1.1&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\prec&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; on
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p1.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\omega_{1}=T=\bigcup_{{\alpha&amp;lt;\omega_{1}}}T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.10&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.10.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.1&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.4&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.5&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.10.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.10.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.6&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.7.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.7.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.7.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.7.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.7.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.10.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.8&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1.9.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p1.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\omega_{1}=T=\bigcup_{{\alpha&amp;lt;\omega_{1}}}T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p2&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p2.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(T_{\alpha},\prec)&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.7&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.7a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.7b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.2&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.3.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.7c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.5&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1.7d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(T_{\alpha},\prec)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; will be a tree i.e. for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m2.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in the tree the set
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{x}=\{y:y\prec x\}&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.11&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.11.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.11.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.11.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.11.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.5&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.11.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.11.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.7&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.8&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.9&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1.11.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{x}=\{y:y\prec x\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is well-ordered. As in the proof of
&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem2&quot; title=&quot;Theorem 0.2 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.2&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; we can define &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(x)&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1.3b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the order-type of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;P_{x}&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p2.1.m5.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m5.1.1&quot;&gt;P&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m5.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;P_{x}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
The level &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is the set of elements such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(x)=\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.7.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.3b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.5&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1.6&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(x)=\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
The height of a tree is defined as the supremium of the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(x)+1&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.7.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.3b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.5&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1.6&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(x)+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
In a tree, a branch is a maximal linearly ordered subset and an antichain
a subset of pairwise incomparable elements. A branch is also well-ordered
and so we can define its length as its order-type.
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p2.1.m9.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m9.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m9.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is constructed such that its height is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m10.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and for each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; there is some &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y\succ x&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p2.1.m12.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m12.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p2.1.m12.1.2&quot;&gt;≻&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m12.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\succ x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; at each higher level
less than &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p2.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p2.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p2.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p2.1.m13.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p2.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p3&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p3.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;We let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{1}=\{0\}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.7&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.7.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.7.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.5&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1.7.2b&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{1}=\{0\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a limit ordinal then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(T_{\alpha},\prec)&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.7&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.7a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.7b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.2&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.3.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.7c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.5&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1.7d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(T_{\alpha},\prec)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is the union of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(T_{\beta},\prec)&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.7&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.7a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.7b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.2&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.3.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.7c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.5&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1.7d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(T_{\beta},\prec)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&amp;lt;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m5.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m5.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m5.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m5.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha=\beta+1&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1.3&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1.4&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1.5&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha=\beta+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a successor ordinal, then the highest level
of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m7.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m7.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m7.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;L_{\beta}=\{x\in T_{\alpha}:o(x)=\beta\}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.1&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.5&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.7&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.8.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.10&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2.3.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.12&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.12a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.12b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.12c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.14&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.15&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1.17.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L_{\beta}=\{x\in T_{\alpha}:o(x)=\beta\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is obtained by adding &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\aleph_{0}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m10.1.3&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m10.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p3.1.m10.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\aleph_{0}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; immediate
successors to each element of
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;L_{\beta}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m11.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m11.1.1&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m11.1.2.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. These successors are taken from &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m12.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m12.1.1&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p3.1.m12.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in a way that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is an initial segment of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p3.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p3.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p3.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p3.1.m14.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p3.1.m14.1.1&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p3.1.m14.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p3.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p4&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p4.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m1.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a limit ordinal. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A=S_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1.3&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A=S_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; if it is a maximal
antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(T_{\alpha},\prec)&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.7&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.7a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.7b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.2&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.3.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.7c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.5&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1.7d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(T_{\alpha},\prec)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and take &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m4.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; an arbitrary maximal
antichain of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m5.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m5.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m5.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; otherwise. Then for each
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;t\in T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t\in T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a\in A&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m7.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m7.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m7.1.3&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a\in A&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that either &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a\prec t&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m8.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m8.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m8.1.2&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m8.1.3&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a\prec t&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; or
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;t\prec a&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m9.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m9.1.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m9.1.2&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m9.1.3&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t\prec a&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;b_{t}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m10.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m10.1.1&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m10.1.2.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;b_{t}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be a branch that contains &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a,t&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m11.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m11.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m11.1.4a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m11.1.3&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a,t&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We construct
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(T_{{\alpha+1}},\prec)&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.7&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.7a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.7b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.2&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.3.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.3.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.3.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.7c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.5&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1.7d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(T_{{\alpha+1}},\prec)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; by adding
for each branch &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;b_{t}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m13.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m13.1.1&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m13.1.2.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;b_{t}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; some &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x_{{b_{t}}}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m14.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m14.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m14.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m14.1.2.1.1&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m14.1.2.1.2.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x_{{b_{t}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; that is greater than all the elements of
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;b_{t}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m15.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m15.1.1&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m15.1.2.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;b_{t}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We can choose &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;b_{t}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m16.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m16.1.1&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m16.1.2.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;b_{t}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in way that it contains an element of
each level less than &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m17.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(x_{{b_{t}}})=\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.8.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.8.1.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.8.1.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.4.1.1&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.4.1.2.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.8.1.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.6&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1.7&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(x_{{b_{t}}})=\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and the height
of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha+1&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m20.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m20.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m20.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p4.1.m20.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We note that
each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;t\in T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.4.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1.4.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t\in T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is either in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m22.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m22.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m22.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m22.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m22.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m22.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (so comparable with some
element of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m23&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m23.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m23.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m23.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m23.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;) or greater than (a fortiori comparable with) one element of
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m24&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m24.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m24.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m24.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m24.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m25&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m25.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m25.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m25.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m25.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is an antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p4.1.m26&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;(T_{{\alpha+1}},\prec)&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.7&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.7a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.7b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.2&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.3.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.3.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.3.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.7c&quot;&gt;, &lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.5&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1.7d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p4.1.m26.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;(T_{{\alpha+1}},\prec)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p5&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p5.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Now consider a maximal antichain &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A\subseteq T=\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1.4&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1.5&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1.6.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A\subseteq T=\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m2.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
the set of ordinals &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
‘‘&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A\cap T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1.2&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A\cap T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a maximal antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m5.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m5.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m5.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}=\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}=\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;’’. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha_{0}&amp;lt;\alpha_{1}&amp;lt;...&amp;lt;\alpha_{\xi}&amp;lt;...&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.17&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.17.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.17.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.9&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.10&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.17.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.11&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.12.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.13&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1.16&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha_{0}&amp;lt;\alpha_{1}&amp;lt;...&amp;lt;\alpha_{\xi}&amp;lt;...&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
(&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\xi&amp;lt;\gamma&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1.3&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1.5&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1.6.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\xi&amp;lt;\gamma&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;) be a sequence of elements in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m9.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and consider
the limit ordinal
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\lambda=\lim_{{\xi&amp;lt;\gamma}}\alpha_{\xi}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.7.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.3&quot;&gt;lim&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.4.1.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.4.1.3&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.7.1a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.7.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.5&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1.6.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\lambda=\lim_{{\xi&amp;lt;\gamma}}\alpha_{\xi}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
By construction, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\lambda}=\bigcup_{{\alpha&amp;lt;\lambda}}T_{\alpha}=\bigcup_{{\xi&amp;lt;\gamma}}T_{{%&amp;#10;\alpha_{\xi}}}=\bigcup_{{\xi&amp;lt;\gamma}}\alpha_{\xi}=\lambda&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.2.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.4&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.5.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.5.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.5.1.3&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.6&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.7.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.8&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.4&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.4.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.9&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.10.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.10.1.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.10.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.10.1.3&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.4.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.11&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.12.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.12.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.12.1.2.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.13&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.5.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.14&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.15.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.15.1.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.15.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.15.1.3&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.20.5.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.16&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.17.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.18&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1.19&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\lambda}=\bigcup_{{\alpha&amp;lt;\lambda}}T_{\alpha}=\bigcup_{{\xi&amp;lt;\gamma}}T_{{%
\alpha_{\xi}}}=\bigcup_{{\xi&amp;lt;\gamma}}\alpha_{\xi}=\lambda&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in T_{\lambda}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1.4.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in T_{\lambda}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\xi&amp;lt;\gamma&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m13.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m13.1.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m13.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m13.1.3&quot;&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\xi&amp;lt;\gamma&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in T_{{\alpha_{\xi}}}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1.4.1.2.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in T_{{\alpha_{\xi}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m15.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is comparable with some
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y\in A\cap T_{{\alpha_{\xi}}}\subseteq A\cap T_{\lambda}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.12&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.12.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.3&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.4&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.12.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.5&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.6.1.2.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.7&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.12.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.8&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.9&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.12.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.10&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1.11.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\in A\cap T_{{\alpha_{\xi}}}\subseteq A\cap T_{\lambda}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A\cap T_{\lambda}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1.2&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1.4.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A\cap T_{\lambda}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
is a maximal antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\lambda}&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p5.1.m18.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m18.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m18.1.2.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\lambda}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Finally &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\lambda\in C&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p5.1.m19.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m19.1.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p5.1.m19.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m19.1.3&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\lambda\in C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p5.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p5.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p5.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p5.1.m20.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p5.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is
closed.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p6&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p6.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;We note that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{1}=\{0\}\geq 1&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.9&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.9.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.9.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.9.3a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.5&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.9.3b&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.7&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1.8&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{1}=\{0\}\geq 1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}\geq\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1.3&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}\geq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is obtained by adding at least one element at the end
of the initial segment &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m4.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m4.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m4.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha+1}}\geq\alpha+1&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.7&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.3&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.5&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1.6&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha+1}}\geq\alpha+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Finally if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\lambda&amp;gt;0&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m6.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m6.1.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m6.1.2&quot;&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m6.1.3&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\lambda&amp;gt;0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is limit and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}\geq\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1.3&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}\geq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; for each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\lambda&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m8.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m8.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m8.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m8.1.3&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\lambda&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\lambda}=\bigcup_{{\alpha&amp;lt;\lambda}}T_{\alpha}\geq\sup_{{\alpha&amp;lt;\lambda}}%&amp;#10;\alpha=\lambda&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.14&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.14.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.2.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.14.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.14.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.4&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.5.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.5.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.5.1.3&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.14.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.6&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.7.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.8&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.14.4&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.14.4.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.9&quot;&gt;sup&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.10.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.10.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.10.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.10.1.3&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.14.4a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.11&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.12&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1.13&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\lambda}=\bigcup_{{\alpha&amp;lt;\lambda}}T_{\alpha}\geq\sup_{{\alpha&amp;lt;\lambda}}%
\alpha=\lambda&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Moreover by definition,
each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m10.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m10.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m10.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is at most countable.
Let’s come back to the closed set &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m11.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; above.
Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha_{0}&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1.4&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha_{0}&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be arbitrary. For each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;n&amp;lt;\omega&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m13.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m13.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m13.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m13.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&amp;lt;\omega&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we let
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha_{{2n+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.2.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.2.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.2.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.2.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.2.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1.2.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha_{{2n+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be the limit of the sequence
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha_{0}\leq T_{{\alpha_{0}}}\leq T_{{T_{{\alpha_{0}}}}}\leq T_{{T_{{T_{{%&amp;#10;\alpha_{0}}}}}}}...&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.15&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.15.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.3&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.15.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.4&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.5.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.5.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.6&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.15.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.7&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.8.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.8.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.8.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.8.1.2.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.9&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.15.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.15.5.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.10&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.11.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.11.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.11.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.11.1.2.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.11.1.2.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.11.1.2.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.11.1.2.1.2.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.15.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1.14&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha_{0}\leq T_{{\alpha_{0}}}\leq T_{{T_{{\alpha_{0}}}}}\leq T_{{T_{{T_{{%
\alpha_{0}}}}}}}...&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
By definition, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha_{{2n+1}}}}=\bigcup_{{\xi&amp;lt;\alpha_{{2n+1}}}}T_{\xi}=\alpha_{0}\cup T_%&amp;#10;{{\alpha_{0}}}\cup T_{{T_{{\alpha_{0}}}}}...=\alpha_{{2n+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1.2.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1.2.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1.2.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1.2.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1.2.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.2.1.2.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.4&quot;&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.3&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.4.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.4.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.4.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.4.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.4.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.4.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.5.1.4.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.6&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.7.1&quot;&gt;ξ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.8&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.4&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.9&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.10.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.11&quot;&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.4.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.12&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.13.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.13.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.13.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.11a&quot;&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.4.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.4.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.15&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.16.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.16.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.16.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.16.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.16.1.2.1.2.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.4.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.19&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.20&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.23.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.21&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.22.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.22.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.22.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.22.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.22.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.22.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1.22.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha_{{2n+1}}}}=\bigcup_{{\xi&amp;lt;\alpha_{{2n+1}}}}T_{\xi}=\alpha_{0}\cup T_%
{{\alpha_{0}}}\cup T_{{T_{{\alpha_{0}}}}}...=\alpha_{{2n+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m17.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a maximal antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m18.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, for each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in T_{{\alpha_{{2n+1}}}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1.2.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1.2.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1.2.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1.2.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1.2.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1.4.1.2.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in T_{{\alpha_{{2n+1}}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we
can find some &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha_{x}\geq\alpha_{{2n+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.3&quot;&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.4&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.5.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.5.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.5.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.5.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.5.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.5.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1.5.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha_{x}\geq\alpha_{{2n+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a_{x}\in A_{{\alpha_{x}}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.4&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.5.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1.5.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a_{x}\in A_{{\alpha_{x}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; that is
comparable with &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m22.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m22.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m22.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m22.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m23&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha_{{2n+1}}}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1.2.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1.2.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1.2.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1.2.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1.2.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1.2.1.2.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m23.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha_{{2n+1}}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is countable we can define
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m24&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha_{{2n+2}}=\sup_{{x\in T_{{\alpha_{{2n+1}}}}}}\alpha_{x}&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.11&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.11.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.2.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.2.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.2.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.2.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.2.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.2.1.4&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.11.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.11.3.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.4&quot;&gt;sup&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1.2.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1.2.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1.2.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1.2.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1.2.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.5.1.4.1.2.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.11.3a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.11.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.6&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.7.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.11.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.9&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1.10.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m24.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha_{{2n+2}}=\sup_{{x\in T_{{\alpha_{{2n+1}}}}}}\alpha_{x}&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then
any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m25&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in T_{{\alpha_{{2n+1}}}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1.2.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1.2.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1.2.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1.2.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1.2.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1.4.1.2.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m25.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in T_{{\alpha_{{2n+1}}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is comparable with some element of
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m26&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a_{x}\in A\cap T_{{\alpha_{{2n+2}}}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.8&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.4&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.5&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.8.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.6&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1.2.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1.2.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1.2.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1.2.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1.2.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1.2.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1.7.1.2.1.4&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m26.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a_{x}\in A\cap T_{{\alpha_{{2n+2}}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m27&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\lambda=\lim_{{n&amp;lt;\omega}}\alpha_{n}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.7.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.3&quot;&gt;lim&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.4.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.4.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.7.1a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.7.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.5&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1.6.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m27.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\lambda=\lim_{{n&amp;lt;\omega}}\alpha_{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
With the same method as to prove the fact that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m28&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m28.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m28.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m28.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m28.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is closed,
the equality
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m29&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\lambda=\lim_{{n&amp;lt;\omega}}\alpha_{{2n+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.7.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.3&quot;&gt;lim&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.4.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.4.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.7.1a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.7.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.5&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.6.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.6.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.6.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.6.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.6.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.6.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1.6.1.4&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m29.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\lambda=\lim_{{n&amp;lt;\omega}}\alpha_{{2n+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; shows that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m30&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\lambda}=\lambda&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1.2.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1.4&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m30.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\lambda}=\lambda&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
while
the equality &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m31&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\lambda=\lim_{{n&amp;lt;\omega}}\alpha_{{2n+2}}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.7.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.3&quot;&gt;lim&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.4.1.1&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.4.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.4.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.7.1a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.7.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.5&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.6.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.6.1.5&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.6.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.6.1.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.6.1.2&quot;&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.6.1.3&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1.6.1.4&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m31.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\lambda=\lim_{{n&amp;lt;\omega}}\alpha_{{2n+2}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; shows that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m32&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A\cap T_{\lambda}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1.2&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1.4.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m32.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A\cap T_{\lambda}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a maximal antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m33&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\lambda}&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m33.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m33.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p6.1.m33.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m33.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m33.1.2.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m33.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\lambda}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m34&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\lambda\in C&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m34.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m34.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p6.1.m34.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m34.1.1&quot;&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p6.1.m34.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m34.1.3&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m34.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\lambda\in C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p6.1.m35&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p6.1.m35.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p6.1.m35.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p6.1.m35.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p6.1.m35.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is closed unbounded.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p7&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p7.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Using the Diamond principle,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\{\alpha&amp;lt;\omega_{1}:A\cap\alpha=S_{\alpha}\}\cap C\neq\emptyset&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.2&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.4&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.5.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.7&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.8&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.9&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.10&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.11&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.12.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.18.1.1d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.14&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.15&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.16&quot;&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1.17&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\{\alpha&amp;lt;\omega_{1}:A\cap\alpha=S_{\alpha}\}\cap C\neq\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is in the intersection, then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S_{\alpha}=A\cap T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.8&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.4&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.5&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.8.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.6&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1.7.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S_{\alpha}=A\cap T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a maximal antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m4.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m4.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m4.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
By construction, it is also a maximal antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Each element of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a\in A\cap T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.3&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.4&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.5&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.6.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1.6.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a\in A\cap T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is at level &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(a)\leq\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.7.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.3b&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.5&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1.6&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(a)\leq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;t\in T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.4.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1.4.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t\in T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is comparable with some element of
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A\cap T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.2&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.4.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1.4.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A\cap T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Moreover, by contruction any
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;t^{{\prime}}\in T\setminus T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.8&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.2.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.4&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.5&quot;&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.8.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.6&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.7.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.7.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1.7.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t^{{\prime}}\in T\setminus T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
has some predecessor &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;t\in T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.4.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1.4.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t\in T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; at level &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m12.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a\in A\cap T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.3&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.4&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.5&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.6.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1.6.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a\in A\cap T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; that is comparable with &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;t&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m14.1.1&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Necessarily, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(a)&amp;lt;o(t)=\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.12.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.12.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.3b&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.5&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.12.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.6&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.12.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.8&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.8a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.8b&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.8c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.10&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1.11&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(a)&amp;lt;o(t)=\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a\prec t\preceq t^{{\prime}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1.2&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1.3&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1.4&quot;&gt;⪯&lt;/mo&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1.5&quot;&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1.6.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a\prec t\preceq t^{{\prime}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Thus &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A\cap T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.2&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.4.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1.4.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A\cap T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is maximal
in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m18.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p7.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;A=A\cap T_{{\alpha+1}}\subseteq T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.10&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.1&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.10.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.3&quot;&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.4&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.10.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.5&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.6.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.6.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.7&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.10.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.8&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.9.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.9.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.9.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1.9.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p7.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;A=A\cap T_{{\alpha+1}}\subseteq T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is at most
countable.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p8&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p8.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m1.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be a branch in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m2.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. It is clear that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m3.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is nonempty. Actually
it is infinite: otherwise there is some limit ordinal &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;gt;0&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m4.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m4.1.2&quot;&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p8.1.m4.1.3&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;gt;0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B\subseteq T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1.2&quot;&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1.4.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B\subseteq T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and by construction we can find some &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;y\succ\max B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1.2&quot;&gt;≻&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1.5.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1.3&quot;&gt;max&lt;/mo&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1.5.1a&quot;&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1.4&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\succ\max B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
contradicting the maximality of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m7.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
By construction, each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in T&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m8.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m8.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m8.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m8.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; has infinitely many
successors at the next level and so these successors are
pairwise incomparable.
Hence if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m9.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m9.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m9.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m9.1.3&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then we can pick one &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z_{x}\notin B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1.3&quot;&gt;∉&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1.4&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z_{x}\notin B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; among these
succcessors. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\prec y&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m11.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m11.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m11.1.2&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m11.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\prec y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be two elements of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m12.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(z_{x})=o(x)+1&amp;gt;o(y)+1=o(z_{y})&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.2.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.2.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.2.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.3&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.4.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.2.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.6&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.3&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.3.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.7&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.3.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.9&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.9a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.9b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.9c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.11&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.12&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.13&quot;&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.4&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.14&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.4.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.16&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.16a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.16b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.16c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.18&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.19&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.20&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.21&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.5.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.5.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.5.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.23&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.24.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1.26.5.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(z_{x})=o(x)+1&amp;gt;o(y)+1=o(z_{y})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z_{x}\preceq z_{y}&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1.3&quot;&gt;⪯&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1.4&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1.5.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z_{x}\preceq z_{y}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is
impossible. Suppose &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z_{y}\prec z_{x}&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1.2.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1.3&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1.4&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1.5.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z_{y}\prec z_{x}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We also have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\prec z_{x}&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1.2&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1.3&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1.4.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\prec z_{x}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; by definition.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z_{y}\preceq x&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1.2.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1.3&quot;&gt;⪯&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1.4&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z_{y}\preceq x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then we would have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z_{y}\in B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1.5&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1.2.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1.4&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z_{y}\in B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m19.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a branch.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\prec z_{y}&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1.2&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1.3&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1.4.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\prec z_{y}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we would get &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;o(x)&amp;lt;o(z_{y})=o(y)+1\leq o(x)&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.1&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.3b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.5&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.6&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.3.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.3.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.3.2b&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.8&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.9.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.3.2c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.11&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.4&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.4.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.12&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.4.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.14&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.14a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.14b&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.14c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.16&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.17&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.18&quot;&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.19&quot;&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.23.5.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.21&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.21a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.21b&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1.21c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(x)&amp;lt;o(z_{y})=o(y)+1\leq o(x)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Hence &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;z_{x},z_{y}&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1.1&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1.6a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1.6.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1.4&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1.5.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m22.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;z_{x},z_{y}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are incomparable (in particular distinct) and the set
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m23&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\{z_{x}:x\in B\}&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.9&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.9a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.9b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.9.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.2&quot;&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.3.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.9c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.9.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.5&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.7&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1.9d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m23.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\{z_{x}:x\in B\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is an antichain in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m24&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m24.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m24.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m24.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m24.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p8.1.m25&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B&quot; xml:id=&quot;id4.p8.1.m25.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p8.1.m25.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p8.1.m25.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p8.1.m25.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is countable.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p9&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p9.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Finally, we define &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m1.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the set of all branches of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m2.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. By construction, each
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in T&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m3.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m3.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m3.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m3.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; has countably many immediate successors and we order them
as &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m4.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1},B_{2}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1.6a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1.6.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1.4&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1},B_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be two branches and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the least level where they differ. The level 0 is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{1}=\{0\}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.7&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.7.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.7.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.5&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1.7.2b&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{1}=\{0\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;gt;0&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m8.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m8.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m8.1.2&quot;&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m8.1.3&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;gt;0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m9.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is limit then the restriction of the
branches &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1},B_{2}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1.6a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1.6.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1.4&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1},B_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{\alpha}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m11.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m11.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m11.1.2.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is the same branch &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;b&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m12.1.1&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;b&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T_{{\alpha+1}}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1.2.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1.2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1.2.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1.2.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T_{{\alpha+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
has been contructed in a way that there is only one possible element at level
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m14.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to extend this branch and this is a contradiction.
So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m15.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is actually a successor
ordinal &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta+1&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m16.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m16.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m16.1.2&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m16.1.3&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}(\alpha)\in B_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.9&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.9.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.9.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.9.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.4b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.9.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.7&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1.8.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}(\alpha)\in B_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{2}(\alpha)\in B_{2}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.9&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.9.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.9.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.2.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.9.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.4b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.9.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.7&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1.8.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{2}(\alpha)\in B_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are the immediate successors of the
point in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}\cap B_{2}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1.3&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1.4&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}\cap B_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; at level &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\beta&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m20.1.1&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we order &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m21&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1},B_{2}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1.6a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1.6.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1.4&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1.5.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m21.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1},B_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
according to whether &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m22&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}(\alpha)&amp;lt;B_{2}(\alpha)&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.12.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.12.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.12.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.4b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.12.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.12.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.7&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.8.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.12.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.10&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.10a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.10b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1.10c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m22.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}(\alpha)&amp;lt;B_{2}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
or &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m23&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}(\alpha)&amp;gt;B_{2}(\alpha)&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.12&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.12.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.12.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.12.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.4b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.6&quot;&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.12.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.12.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.7&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.8.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.12.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.10&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.10a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.10b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1.10c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m23.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}(\alpha)&amp;gt;B_{2}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, using the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m24&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m24.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m24.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m24.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m24.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-isomorphic order we just
defined. Clearly, this gives a linear ordering &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m25&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;&amp;lt;_{S}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m25.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m25.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p9.1.m25.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m25.1.1&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m25.1.2.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m25.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;&amp;lt;_{S}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
It is also unbounded: for any
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m26&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B\in S&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m26.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m26.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m26.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m26.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m26.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m26.1.3&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m26.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B\in S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m27&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B(1)\in B&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.7.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.3b&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.5&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1.6&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m27.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B(1)\in B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is the element at level 1 pick &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m28&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m28.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m28.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m28.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m28.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; greater
(or smaller) than for the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m29&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m29.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m29.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m29.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m29.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-isomorphic order on successors
of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m30&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B(0)=0&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.7.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.3a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.3b&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.3c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.5&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1.6&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m30.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B(0)=0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and consider a branch extending &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p9.1.m31&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;0\prec x&quot; xml:id=&quot;id4.p9.1.m31.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p9.1.m31.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p9.1.m31.1.4&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p9.1.m31.1.1&quot;&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p9.1.m31.1.2&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p9.1.m31.1.3&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p9.1.m31.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;0\prec x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p10&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p10.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Now consider two branches &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}&amp;lt;_{S}B_{2}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.7&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.7.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.7.1&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.4.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.7.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.5&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1.6.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}&amp;lt;_{S}B_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha=\beta+1&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1.3&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1.4&quot;&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1.5&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha=\beta+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be as above.
We can find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m3.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; an immediate successor of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}(\beta)&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.6.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.4b&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}(\beta)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}(\alpha)&amp;lt;x&amp;lt;B_{2}(\alpha)&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.14&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.14.2&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.14.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.14.2.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.4b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.7&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.14.3&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.14.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.9&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.10.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.14.3.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.12&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.12a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.12b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1.12c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}(\alpha)&amp;lt;x&amp;lt;B_{2}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; for the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{Q}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m6.1.1&quot;&gt;ℚ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{Q}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-isomorphic order on immediate
successors of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}(\beta)&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.6&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.6.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.6.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.4a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.4b&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1.4c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}(\beta)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{x}=\{B\in S:x\in B\}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.3&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.5&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.7&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.9&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.10&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.11&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1.13.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{x}=\{B\in S:x\in B\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B\in I_{x}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1.4.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B\in I_{x}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; contains
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\{y\in T:y\prec x\}=\{y\in T:y\prec B_{1}(\beta)\}=\{y\in T:y\prec B_{2}(\beta)\}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.2a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.2b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.2&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.4&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.2c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.6&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.7&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.8&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.2d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.10&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.12&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.13&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.14&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.16&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.17&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3.3.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3.3.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.18&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.19.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3.3.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.21&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.21a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.21b&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.21c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.3d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.24&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.26&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.27&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.28&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.30&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.31&quot;&gt;≺&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4.3.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4.3.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.32&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.33.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4.3.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.35&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.35a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.35b&quot;&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.35c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1.38.4d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\{y\in T:y\prec x\}=\{y\in T:y\prec B_{1}(\beta)\}=\{y\in T:y\prec B_{2}(\beta)\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Moreover &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x=B(\alpha)&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.7&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.2&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.3&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.7.1.1&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.5&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.5a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.5b&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1.5c&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x=B(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B_{1}&amp;lt;B&amp;lt;B_{2}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.8&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.8.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.4&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.5&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.8.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.6&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1.7.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B_{1}&amp;lt;B&amp;lt;B_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{x}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m13.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m13.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m13.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{x}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is nonempty (we can extend
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\{y\in T:y\preceq x\}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.10&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.10a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.10b&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.10.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.2&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.3&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.4&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.10c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.10.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.6&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.7&quot;&gt;⪯&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.8&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1.10d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\{y\in T:y\preceq x\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to a maximal branch) and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m15.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is dense.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I_{x}\cap I_{y}=\emptyset&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.8.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.2.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.3&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.4&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.5.1&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.6&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1.7&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{x}\cap I_{y}=\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;  then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x,y&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m17.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m17.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m17.1.4a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m17.1.3&quot;&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are incomparable.
So from any collection of disjoint open intervals
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;{(B_{{1i}},B_{{2i}})}_{{i\in I}}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.9&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.9.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.9.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.9.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.9.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.2&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.3.1&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.3.1.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.3.1.3&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.3.1.2&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.9.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.9.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.5&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.6.1&quot;&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.6.1.1&quot;&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.6.1.3&quot;&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.6.1.2&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.9.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.8.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.8.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1.8.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{(B_{{1i}},B_{{2i}})}_{{i\in I}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
we get an antichain &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\{x_{i}:i\in I\}&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.9&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.9a&quot;&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.9b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.9.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.2&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.3.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.9c&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.9.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.5&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.7&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1.9d&quot;&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\{x_{i}:i\in I\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p10.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I&quot; xml:id=&quot;id4.p10.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p10.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p10.1.m20.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p10.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is at most countable.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p11&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p11.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m1.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be a countable set of branches in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;T&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m2.1.1&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Since
these branches are countable, we can find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1.3&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1.4.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&amp;lt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;  larger
than the length of any branches in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m4.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\in T&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p11.1.m5.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m5.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p11.1.m5.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m5.1.3&quot;&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is at level greater
than &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m6.1.1&quot;&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B\in C&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p11.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m7.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p11.1.m7.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m7.1.3&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B\in C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;x\notin B&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p11.1.m8.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m8.1.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p11.1.m8.1.2&quot;&gt;∉&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m8.1.3&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\notin B&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;B\notin I_{x}&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1.1&quot;&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1.2&quot;&gt;∉&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1.4.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;B\notin I_{x}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Finally &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C\cap I_{x}=\emptyset&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.7&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.7.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.2&quot;&gt;∩&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.7.1.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.4.1&quot;&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.5&quot;&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1.6&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C\cap I_{x}=\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p11.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p11.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p11.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p11.1.m11.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p11.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not dense.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p12&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p12.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Now let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m1.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be the Dedekind-MacNeille completion of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m2.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
It is unbounded, linearly ordered, has
the least upper-bound property and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m3.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is dense in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m4.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Using the fact that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m5.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is dense in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m6.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we deduce that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m7.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is dense.
Similarly, if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;{(a_{i},b_{i})}_{{i\in I}}&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.9&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.9.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.9.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.9.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.9.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.2&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.3.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.9.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.9.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.5&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.6.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.9.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.8.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.8.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1.8.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{(a_{i},b_{i})}_{{i\in I}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is any collection
of disjoint open intervals in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m9.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we can find
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;c_{i},d_{i}\in S&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.8&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.8.1&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.8.1.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.1&quot;&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.2.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.8.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.8.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.4&quot;&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.5.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.6&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1.7&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c_{i},d_{i}\in S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a_{i}&amp;lt;c_{i}&amp;lt;d_{i}&amp;lt;b_{i}&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.12&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.12.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.2.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.3&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.12.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.4&quot;&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.5.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.12.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.7&quot;&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.8.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.9&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.12.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.10&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1.11.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a_{i}&amp;lt;c_{i}&amp;lt;d_{i}&amp;lt;b_{i}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;{(c_{i},d_{i})}_{{i\in I}}&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.9&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.9.2&quot;&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.9.2a&quot;&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.9.2b&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.9.2.2&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.2&quot;&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.3.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.9.2c&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.9.2.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.5&quot;&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.6.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.9.2d&quot;&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.8.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.8.1.1&quot;&gt;i&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.8.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1.8.1.3&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{(c_{i},d_{i})}_{{i\in I}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a collection of disjoint open intervals in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m13.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p12.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;I&quot; xml:id=&quot;id4.p12.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p12.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p12.1.m14.1.1&quot;&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p12.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is at most countable.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p13&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p13.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Finally, it remains to prove that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m1.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not isomorphic to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathbb{R}&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m2.1.1&quot;&gt;ℝ&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathbb{R}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and it
suffices to show that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m3.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; does not have any countable dense subset &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m4&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m4.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m4.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m4.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m4.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m5&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m5.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m5.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m5.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m5.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a countable subset of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m6&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;R&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m6.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m6.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m6.1.1&quot;&gt;R&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m6.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;R&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, then for any elements &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m7&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a&amp;lt;b&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m7.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m7.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m7.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m7.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m7.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m7.1.3&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m7.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a&amp;lt;b&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m8&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m8.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m8.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m8.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m8.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we pick &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m9&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;c\in S&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m9.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m9.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m9.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m9.1.1&quot;&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m9.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m9.1.3&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m9.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c\in S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m10&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a&amp;lt;c&amp;lt;b&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1.6&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1.3&quot;&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1.5&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m10.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a&amp;lt;c&amp;lt;b&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. This gives a
countable subset &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m11&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C^{{\prime}}&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m11.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m11.1a&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id4.p13.1.m11.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m11.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m11.1.2.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m11.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C^{{\prime}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m12&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m12.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m12.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m12.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m12.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m13&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a&amp;lt;b&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m13.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m13.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m13.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m13.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m13.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m13.1.3&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m13.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a&amp;lt;b&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are elements of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m14&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m14.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m14.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m14.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m14.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we can find
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m15&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;c,d\in C&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1.6&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1.6.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1.1&quot;&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1.6.1a&quot;&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1.3&quot;&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1.4&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1.5&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m15.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c,d\in C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m16&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a&amp;lt;c&amp;lt;d&amp;lt;b&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1.8&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1.3&quot;&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1.5&quot;&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1.7&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m16.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a&amp;lt;c&amp;lt;d&amp;lt;b&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m17&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;e\in C^{{\prime}}&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1.5&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1.1&quot;&gt;e&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1.2&quot;&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1.5.1&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1.3&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1.4.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m17.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;e\in C^{{\prime}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m18&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;a&amp;lt;c&amp;lt;e&amp;lt;d&amp;lt;b&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1a&quot;&gt;&lt;mrow xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.10&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.1&quot;&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.2&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.3&quot;&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.4&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.5&quot;&gt;e&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.6&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.7&quot;&gt;d&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.8&quot;&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1.9&quot;&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m18.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a&amp;lt;c&amp;lt;e&amp;lt;d&amp;lt;b&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Thus &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m19&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;C^{{\prime}}&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m19.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m19.1a&quot;&gt;&lt;msup xml:id=&quot;id4.p13.1.m19.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m19.1.1&quot;&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo xml:id=&quot;id4.p13.1.m19.1.2.1&quot;&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m19.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C^{{\prime}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; would be a countable dense subset of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;id4.p13.1.m20&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;S&quot; xml:id=&quot;id4.p13.1.m20.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;id4.p13.1.m20.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;id4.p13.1.m20.1.1&quot;&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;id4.p13.1.m20.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
A contradiction.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;id4.p14&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;id4.p14.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;∎&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p8&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;p8.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;The &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p8.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Diamond&quot; xml:id=&quot;p8.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p8.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;p8.1.m1.1.1&quot;&gt;◇&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p8.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Diamond&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; principle holds in the model &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p8.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;L&quot; xml:id=&quot;p8.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p8.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p8.1.m2.1.1&quot;&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p8.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of constructible sets.
Using iterated forcing, we can construct a model of ZFC in which
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;p8.1.m3&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&quot; xml:id=&quot;p8.1.m3.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;p8.1.m3.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p8.1.m3.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;p8.1.m3.1.2&quot;&gt;MA&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;p8.1.m3.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;p8.1.m3.1.3.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;p8.1.m3.1.3.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;p8.1.m3.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; holds. Using theorems
&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem2&quot; title=&quot;Theorem 0.2 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.2&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; and &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem3&quot; title=&quot;Theorem 0.3 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.3&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; we deduce that both the positive
and negative answers to Suslin’s problem are consistent with ZFC and
so Suslin’s problem is undecidable in ZFC. It’s remarkable that
a problem that only involves linearly ordered set can be solved using
sophisticated methods from Set Theory.
The above proofs follow chapters 4, 9, 15 and 16 from Thomas Jech’s book
‘‘Set Theory’’. In particular:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p9&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;ul id=&quot;I2&quot; class=&quot;ltx_itemize&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i1&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i1.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I2.i1.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Lemma &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmlemma1&quot; title=&quot;Lemma 0.1 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.1&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; and theorem &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem1&quot; title=&quot;Theorem 0.1 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.1&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; are based on the
sketch given in theorem 4.3.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i2&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i2.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I2.i2.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Theorem &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem2&quot; title=&quot;Theorem 0.2 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.2&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; is based on the proofs of theorem 16.16 and
lemma 9.14 (a).&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i3&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i3.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I2.i3.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Theorem &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem3&quot; title=&quot;Theorem 0.3 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.3&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; is based on the proofs of
lemma 15.24, lemma 15.25, theorem 15.26, lemma 15.27 and
lemma 9.14 (b).&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i4&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i4.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I2.i4.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Theorem &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem2&quot; title=&quot;Theorem 0.2 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.2&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; implicitely uses theorem 4.4
about the Dedekind-MacNeille completion of a dense
unbounded linearly ordered.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i5&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i5.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I2.i5.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;In addition,
theorem &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/04/04/Suslin%E2%80%99s-Problem#S0.Thmtheorem2&quot; title=&quot;Theorem 0.2 ‣ Suslin’s Problem&quot; class=&quot;ltx_ref&quot;&gt;&lt;span class=&quot;ltx_text ltx_ref_tag&quot;&gt;0.2&lt;/span&gt;&lt;/a&gt; also contains the proof of lemma 8.2
(the intersection of two closed unbounded sets is closed unbounded)
the solutions to exercise 2.7 (any normal sequence has arbitrarily
large fixed points) and exercise 9.7 (if all the antichains of a
normal &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I2.i5.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\omega_{1}&quot; xml:id=&quot;I2.i5.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I2.i5.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I2.i5.p1.1.m1.1.3&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I2.i5.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;ω&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I2.i5.p1.1.m1.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I2.i5.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\omega_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-tree are at most countable then so are its
branches).&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i6&quot; class=&quot;ltx_item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i6.p1&quot; class=&quot;ltx_para&quot;&gt;
&lt;p id=&quot;I2.i6.p1.1&quot; class=&quot;ltx_p&quot;&gt;Finally, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I2.i6.p1.1.m1&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\Diamond&quot; xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m1.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m1.1a&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m1.1.1&quot;&gt;◇&lt;/mi&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m1.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Diamond&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; id=&quot;I2.i6.p1.1.m2&quot; class=&quot;ltx_Math&quot; alttext=&quot;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&quot; xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m2.1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m2.1a&quot;&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m2.1.4&quot;&gt;&lt;mi xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m2.1.2&quot;&gt;MA&lt;/mi&gt;&lt;msub xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m2.1.3.1&quot;&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot; xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m2.1.3.1.1&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m2.1.3.1.2.1&quot;&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation xml:id=&quot;I2.i6.p1.1.m2.1b&quot; encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{MA}_{{\aleph_{1}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are proved to be consistent with ZFC
in theorems 13.21 and 16.13.
&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>Exercises in Set Theory: Classical Independence Results</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/03/20/Exercises-in-Set-Theory%3A-Classical-Independence-Results</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:f2f8c57638e193c4025fe752509cce68</guid>
    <pubDate>Wed, 20 Mar 2013 00:01:00 +0100</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>set theory</category><category>website updates</category>    
    <description>    &lt;div class=&quot;document&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Here are new solutions to exercises from Thomas Jech’s book ‘‘Set Theory’’:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p2&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;ul id=&quot;I1&quot; class=&quot;itemize&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i1&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_13.php&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ref&quot;&gt;Chapter 13: Constructible Sets&lt;/a&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I1.i2&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_14.php&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ref&quot;&gt;Chapter 14: Forcing&lt;/a&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p3&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Doing the exercises from these chapters gave me the opportunity to come back
to the ‘‘classical’’ results about the independence of the Axiom of Choice
and (Generalized) Continuum Hypothesis by Kurt Gödel and Paul Cohen.
It’s funny to note that it’s easier to prove that AC holds in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;L&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
(essentially,
the definition by ordinal induction provides the
well-ordering of the class of contructible sets) than to prove that GCH
holds in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;L&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (you rely on AC in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;L&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and on the technical condensation
lemma). Actually, I believe Gödel found his proof for AC
one or two years after the one for GCH.
On the other hand, it is easy to make GCH fails (just add
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\aleph_{2}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;ℵ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\aleph_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; Cohen reals by Forcing) but more difficult to make AC fails
(e.g. AC is preserved by Forcing). This can be interpreted as AC being
more ‘‘natural’’ than GCH.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p4&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;After reading the chapters again and now I analyzed in details
the claims, I’m now convinced about the correctness of the proof.
There are only two points I
didn’t verify precisely about the Forcing method (namely that all axioms of
predicate calculus and rules of inference are compatible
with the Forcing method ; that the Forcing/Generic Model theorems can
be transported from the Boolean Algebra case to the general case) but
these do not seem too difficult. Here are some notes about claims that were
not obvious to me
at the first reading. As usual, I hope they might be useful to
the readers of that blog:&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;p5&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;ol id=&quot;I2&quot; class=&quot;enumerate&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i1&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i1.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;In the first page of chapter 13, it is claimed that
for any set &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M\in\mathrm{def}(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;def&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M\in\mathrm{def}(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M\subseteq\mathrm{def}(M)\subseteq\operatorname{\mathcal{P}}(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;def&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;#119979;&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M\subseteq\mathrm{def}(M)\subseteq\operatorname{\mathcal{P}}(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. The first statement
is always true because
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M=\{x\in M:(M,\in)\models x=x\}\in\mathrm{def}(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊧&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;def&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M=\{x\in M:(M,\in)\models x=x\}\in\mathrm{def}(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;{(x=x)}^{{(M,\in)}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{(x=x)}^{{(M,\in)}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x=x&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x=x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; by definition. However, the second
statement can only be true if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is transitive
(since that implies &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M\subseteq\operatorname{\mathcal{P}}(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;#119979;&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M\subseteq\operatorname{\mathcal{P}}(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;).
Indeed, if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is transitive then for all
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;a\in M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a\in M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;a\subseteq M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a\subseteq M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and since &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in a&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in a&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\Delta_{0}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Δ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Delta_{0}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we
get &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;a=\{x\in M:(M,\in)\models x\in a\}\in\mathrm{def}(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊧&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;def&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a=\{x\in M:(M,\in)\models x\in a\}\in\mathrm{def}(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If moreover we consider &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in X\in\mathrm{def}(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;def&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in X\in\mathrm{def}(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in X\subseteq M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in X\subseteq M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in M\subseteq\mathrm{def}(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;def&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in M\subseteq\mathrm{def}(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\mathrm{def}(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;def&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\mathrm{def}(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is also transitive. Hence the transitivity of the
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;L_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; can still be shown by ordinal induction.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i2&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i2.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;The proof of lemma 13.7 can not be done exactly by induction on
the complexity of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;G&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, as suggested. For example to prove (ii)
for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;G=G_{2}=\cdot\times\cdot&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;×&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G=G_{2}=\cdot\times\cdot&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we would consider
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\exists u\in F(...)\times H(...)\varphi(u)\Leftrightarrow\exists a\in F(...),%&amp;#10;\exists b\in H(...),\varphi((a,b))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∃&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;×&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;H&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⇔&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∃&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;F&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∃&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;H&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\exists u\in F(...)\times H(...)\varphi(u)\Leftrightarrow\exists a\in F(...),%
\exists b\in H(...),\varphi((a,b))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and would like to say that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\varphi((a,b))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\varphi((a,b))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\Delta_{0}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Δ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Delta_{0}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Nevertheless,
we can not
deduce that from the induction hypothesis. Hence the right thing to do is
to prove the lemma for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;G_{1}=\{\cdot,\cdot\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G_{1}=\{\cdot,\cdot\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; first and deduce the
lemma for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;G=(\cdot,\cdot)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G=(\cdot,\cdot)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;G^{{\prime}}=(\cdot,\cdot,\cdot)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;G^{{\prime}}=(\cdot,\cdot,\cdot)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;). Then
we can proceed by induction.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i3&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i3.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;In the proof of theorem 13.18, it is mentioned that the assumption&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i3.p2&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;ol id=&quot;I2.I1&quot; class=&quot;enumerate&quot;&gt;
&lt;li id=&quot;I2.I1.i1&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.I1.i1.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;_{\alpha}y&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;_{\alpha}y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; implies &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;_{\beta}y&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;_{\beta}y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.I1.i2&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.I1.i2.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in L_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in L_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;y\in L_{\beta}\setminus L_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\in L_{\beta}\setminus L_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; implies
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;_{\beta}y&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;_{\beta}y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i3.p3&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;implies that if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in y\in L_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in y\in L_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;_{\alpha}y&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;_{\alpha}y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. To show that,
we consider &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\beta\leq\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta\leq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; the least ordinal such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;y\in L_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\in L_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. In particular, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\beta&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not limit
(&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;L_{0}=\emptyset&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;L_{0}=\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;y\in L_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\in L_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; for some limit &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\beta&amp;gt;0&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&amp;gt;0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
then there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\gamma&amp;lt;\beta&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\gamma&amp;lt;\beta&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;y\in L_{\gamma}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\in L_{\gamma}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;) and we can
write it &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\beta=\gamma+1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta=\gamma+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We have
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;y\in L_{\beta}=L_{{\gamma+1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\in L_{\beta}=L_{{\gamma+1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; so there is a formula &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\varphi&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\varphi&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
elements &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;a_{1},...,a_{n}\in L_{\gamma}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a_{1},...,a_{n}\in L_{\gamma}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in y=\{z\in L_{\gamma}:(L_{\gamma},\in)\models\varphi(z,a_{1},...,a_{n})\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊧&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;z&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in y=\{z\in L_{\gamma}:(L_{\gamma},\in)\models\varphi(z,a_{1},...,a_{n})\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in L_{\gamma}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in L_{\gamma}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Moreover
by minimality of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\beta&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;y\in L_{\beta}\setminus L_{\gamma}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;L&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;γ&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y\in L_{\beta}\setminus L_{\gamma}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; so
by (ii) we have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;_{\beta}y&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;_{\beta}y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and by (i) &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x&amp;lt;_{\alpha}y&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&amp;lt;_{\alpha}y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i4&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i4.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;In lemma 14.18, we have expressions that seem
ill-defined for example &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;a_{u}(t)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;a_{u}(t)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; where &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;t\notin\operatorname{dom}(a_{u})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∉&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;t\notin\operatorname{dom}(a_{u})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
This happens in other places, like lemma 14.17 or definition 14.27.
The trick
is to understand that the functions are extended by 0. Indeed, for any
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x,y\in V^{B}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x,y\in V^{B}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\subseteq y&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\subseteq y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall t\in\operatorname{dom}(y)\setminus\operatorname{dom}(x),y(t)=0&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall t\in\operatorname{dom}(y)\setminus\operatorname{dom}(x),y(t)=0&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i4.p2&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;table class=&quot;equationgroup&quot; style=&quot;margin-right: auto; margin-left: auto;&quot;&gt;

&lt;tr id=&quot;S0.Ex1X&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle\|y\subseteq x\|&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle\|y\subseteq x\|&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle=\prod_{{t\in\operatorname{dom}(y)}}\left(-y(t)+{\|t\in x\|}\right)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mstyle displaystyle=&quot;true&quot;&gt;&lt;munder&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;∏&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/munder&gt;&lt;/mstyle&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle=\prod_{{t\in\operatorname{dom}(y)}}\left(-y(t)+{\|t\in x\|}\right)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;tr id=&quot;S0.Ex1Xa&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td&quot;/&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td left&quot; style=&quot;text-align:left;&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle=\prod_{{t\in\operatorname{dom}(x)}}\left(-x(t)+{\|t\in x\|}\right)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mstyle displaystyle=&quot;true&quot;&gt;&lt;munder&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;∏&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/munder&gt;&lt;/mstyle&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle=\prod_{{t\in\operatorname{dom}(x)}}\left(-x(t)+{\|t\in x\|}\right)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;tr id=&quot;S0.Ex1Xb&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td&quot;/&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td left&quot; style=&quot;text-align:left;&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle=\|x\subseteq x\|=1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle=\|x\subseteq x\|=1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;/table&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i4.p3&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;and similarly we get &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\|x=y\|=1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\|x=y\|=1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then we can use the inequality
page 207 (&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\|\varphi(x)\|=\|x=y\|\cdot\|\varphi(x)\|\leq\|\varphi(y)\|=\|x=y\|\cdot\|%&amp;#10;\varphi(y)\|\leq\|\varphi(x)\|&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;φ&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\|\varphi(x)\|=\|x=y\|\cdot\|\varphi(x)\|\leq\|\varphi(y)\|=\|x=y\|\cdot\|%
\varphi(y)\|\leq\|\varphi(x)\|&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;) to
replace &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; by its extension &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;y&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;y&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;y&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i5&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i5.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;In lemma 14.23, the inequality&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i5.p2&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;table class=&quot;equation&quot;  style=&quot;margin-right: auto; margin-left: auto;&quot;&gt;

&lt;tr id=&quot;S0.Ex2&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td class=&quot;center&quot; colspan=&quot;1&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\|x\text{ is an ordinal}\|\leq\|x\in\check{\alpha}\|+\|x=\check{\alpha}\|+\|%&amp;#10;\check{\alpha}\in x\|&quot; display=&quot;block&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mtext&gt; is an ordinal&lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mover accent=&quot;true&quot;&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;ˇ&lt;/mo&gt;&lt;/mover&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mover accent=&quot;true&quot;&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;ˇ&lt;/mo&gt;&lt;/mover&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mover accent=&quot;true&quot;&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;ˇ&lt;/mo&gt;&lt;/mover&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\|x\text{ is an ordinal}\|\leq\|x\in\check{\alpha}\|+\|x=\check{\alpha}\|+\|%
\check{\alpha}\in x\|&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;/table&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i5.p3&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;seems obvious but I don’t believe that it can be proved so easily at
that point. For example the proof from chapter 2 requires at least the
Separation axiom and the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\Delta_{0}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Δ&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Delta_{0}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; formulation from chapter 10 is based
on the Axiom of Regularity. To solve that issue, it seems to me that
the lemma should be moved after the proof that axioms of ZFC are valid
in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V^{B}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V^{B}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. This is not an issue since lemma 14.23 is only used much
later in lemma 14.31.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i6&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i6.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Many details could be added to the proof of theorem 14.24, but
let’s just mention Powerset. For any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;u\in V^{B}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;B&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;u\in V^{B}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, some
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;u^{{\prime}}\in\operatorname{dom}(Y)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;u^{{\prime}}\in\operatorname{dom}(Y)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is defined and satisfies
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\|u\subseteq X\|\leq\|u=u^{{\prime}}\|&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\|u\subseteq X\|\leq\|u=u^{{\prime}}\|&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (this follows from the
definitions, using the Boolean inequality
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;-a+b\leq-a+b\cdot a&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;b&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;a&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;-a+b\leq-a+b\cdot a&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to conclude).
Since moreover &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall t\in\operatorname{dom}(Y),Y(t)=1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;Y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall t\in\operatorname{dom}(Y),Y(t)=1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; we get&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i6.p2&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;table class=&quot;equationgroup&quot;  style=&quot;margin-right: auto; margin-left: auto;&quot;&gt;

&lt;tr id=&quot;S0.Ex3X&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; &gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle\|u\subseteq X\|\implies\|u\in Y\|&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⟹&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle\|u\subseteq X\|\implies\|u\in Y\|&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; &gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle\geq-\|u=u^{{\prime}}\|+\sum_{{t\in\operatorname{dom}(Y)}}\left(%&amp;#10;\|u=t\|\cdot Y(t)\right)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mstyle displaystyle=&quot;true&quot;&gt;&lt;munder&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/munder&gt;&lt;/mstyle&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Y&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle\geq-\|u=u^{{\prime}}\|+\sum_{{t\in\operatorname{dom}(Y)}}\left(%
\|u=t\|\cdot Y(t)\right)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;tr id=&quot;S0.Ex3Xa&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td&quot;/&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td left&quot; style=&quot;text-align:left;&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle=\sum_{{t\in\operatorname{dom}(Y)}}-\left(\|u\neq t\|\cdot\|u=u^{%&amp;#10;{\prime}}\|\right)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mstyle displaystyle=&quot;true&quot;&gt;&lt;munder&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/munder&gt;&lt;/mstyle&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⋅&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle=\sum_{{t\in\operatorname{dom}(Y)}}-\left(\|u\neq t\|\cdot\|u=u^{%
{\prime}}\|\right)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;tr id=&quot;S0.Ex3Xb&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td&quot;/&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td left&quot; style=&quot;text-align:left;&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle\geq\sum_{{t\in\operatorname{dom}(Y)}}\|u^{{\prime}}=t\|=1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mstyle displaystyle=&quot;true&quot;&gt;&lt;munder&gt;&lt;mo movablelimits=&quot;false&quot;&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;dom&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Y&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/munder&gt;&lt;/mstyle&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;u&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;′&lt;/mo&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;t&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∥&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle\geq\sum_{{t\in\operatorname{dom}(Y)}}\|u^{{\prime}}=t\|=1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;/table&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;li id=&quot;I2.i7&quot; class=&quot;item&quot;&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i7.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;In theorem 14.34, we prove that any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\kappa&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;κ&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\kappa&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; regular in
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; remains regular in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V[G]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V[G]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (the hard case is really
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\kappa&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;κ&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\kappa&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; uncountable and this assumption is implicitely used later
to say that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\bigcup_{{\alpha&amp;lt;\lambda}}A_{\alpha}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;λ&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;A&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\bigcup_{{\alpha&amp;lt;\lambda}}A_{\alpha}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is bounded).
It may not be obvious why this is enough. First recall that
for any ordinal &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)\leq\operatorname{cf}^{V}(\alpha)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)\leq\operatorname{cf}^{V}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;{|\alpha|}^{{V[G]}}\leq{|\alpha|}^{{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{|\alpha|}^{{V[G]}}\leq{|\alpha|}^{{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, and
any (regular) cardinal in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V[G]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V[G]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a (regular) cardinal in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Next we have,&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i7.p2&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;table class=&quot;equationgroup&quot;  style=&quot;margin-right: auto; margin-left: auto;&quot;&gt;

&lt;tr id=&quot;S0.Ex4X&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle\exists\alpha\in\mathrm{Ord},\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)%&amp;#10;\leq\operatorname{cf}^{{V}}(\alpha)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∃&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Ord&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle\exists\alpha\in\mathrm{Ord},\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)%
\leq\operatorname{cf}^{{V}}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td left&quot; style=&quot;text-align:left;&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle\implies\exists\alpha\in\mathrm{Ord},\operatorname{cf}^{{V[G]}}(%&amp;#10;\operatorname{cf}^{V}(\alpha))\leq\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)&amp;lt;%&amp;#10;\operatorname{cf}^{{V}}(\alpha)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;⟹&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∃&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Ord&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle\implies\exists\alpha\in\mathrm{Ord},\operatorname{cf}^{{V[G]}}(%
\operatorname{cf}^{V}(\alpha))\leq\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)&amp;lt;%
\operatorname{cf}^{{V}}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;tr id=&quot;S0.Ex4Xa&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td&quot;/&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td left&quot; style=&quot;text-align:left;&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle\implies\exists\beta\textrm{ regular cardinal in }V,\textrm{ not %&amp;#10;regular cardinal in }V[G]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;none/&gt;&lt;mo&gt;⟹&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∃&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; regular cardinal in &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mtext&gt; not regular cardinal in &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle\implies\exists\beta\textrm{ regular cardinal in }V,\textrm{ not %
regular cardinal in }V[G]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;tr id=&quot;S0.Ex4Xb&quot; class=&quot;equation baseline&quot;&gt;

&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td&quot;/&gt;
&lt;td colspan=&quot;1&quot; class=&quot;td left&quot; style=&quot;text-align:left;&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\displaystyle\implies\exists\beta\in\mathrm{Ord},\operatorname{cf}^{{V[G]}}(%&amp;#10;\beta)&amp;lt;\beta=\operatorname{cf}^{V}(\beta)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;⟹&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;∃&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Ord&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\displaystyle\implies\exists\beta\in\mathrm{Ord},\operatorname{cf}^{{V[G]}}(%
\beta)&amp;lt;\beta=\operatorname{cf}^{V}(\beta)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;
&lt;/tr&gt;
&lt;/table&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i7.p3&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;that is
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall\alpha\in\mathrm{Ord},\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)=\operatorname{%&amp;#10;cf}^{{V}}(\alpha)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Ord&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall\alpha\in\mathrm{Ord},\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)=\operatorname{%
cf}^{{V}}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is equivalent
to ‘‘&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V[G]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V[G]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; have the same regular cardinals’’. Similarly,
we can prove that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall\alpha\in\mathrm{Ord},{|\alpha|}^{{V[G]}}={|\alpha|}^{{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;Ord&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall\alpha\in\mathrm{Ord},{|\alpha|}^{{V[G]}}={|\alpha|}^{{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is equivalent to
‘‘&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V[G]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V[G]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; have the same cardinals’’.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;div id=&quot;I2.i7.p4&quot; class=&quot;para&quot;&gt;
&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;The proof of theorem 14.34 shows that
‘‘&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V[G]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V[G]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; have the same regular cardinals’’ and so
to complete the proof, it is enough to show that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall\alpha,\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)=\operatorname{cf}^{{V}}(\alpha)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall\alpha,\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)=\operatorname{cf}^{{V}}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
implies &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall\alpha,{|\alpha|}^{{V[G]}}={|\alpha|}^{{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall\alpha,{|\alpha|}^{{V[G]}}={|\alpha|}^{{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
So suppose &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall\alpha,\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)=\operatorname{cf}^{{V}}(\alpha)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall\alpha,\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)=\operatorname{cf}^{{V}}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
and assume that there is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; such that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;{|\alpha|}^{{V[G]}}&amp;lt;{|\alpha|}^{{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{|\alpha|}^{{V[G]}}&amp;lt;{|\alpha|}^{{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Consider the least such &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\beta={|\alpha|}^{{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta={|\alpha|}^{{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\beta\leq\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta\leq\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;{|\beta|}^{{V[G]}}\leq{|\alpha|}^{{V[G]}}&amp;lt;{|\alpha|}^{{V}}=\beta&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{|\beta|}^{{V[G]}}\leq{|\alpha|}^{{V[G]}}&amp;lt;{|\alpha|}^{{V}}=\beta&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
By minimality of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\beta=\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\beta=\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a cardinal in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is actually regular in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;V&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;V&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Otherwise, suppose &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)&amp;lt;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)&amp;lt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\alpha=\bigcup_{{\beta&amp;lt;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)}}X_{\beta}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;⋃&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha=\bigcup_{{\beta&amp;lt;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)}}X_{\beta}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
such that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;{|X_{\beta}|}^{V}&amp;lt;{|\alpha|}^{V}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{|X_{\beta}|}^{V}&amp;lt;{|\alpha|}^{V}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. By minimality of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\alpha&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\alpha&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
we have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;{|\operatorname{cf}^{V}(\alpha)|}^{{V[G]}}={|\operatorname{cf}^{V}(\alpha)|}^{%&amp;#10;{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{|\operatorname{cf}^{V}(\alpha)|}^{{V[G]}}={|\operatorname{cf}^{V}(\alpha)|}^{%
{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;{|X_{\beta}|}^{{V[G]}}={|X_{\beta}|}^{{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{|X_{\beta}|}^{{V[G]}}={|X_{\beta}|}^{{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;{|\alpha|}^{{V[G]}}={|\operatorname{cf}^{V}(\alpha)|}^{{V[G]}}\sup_{{\beta&amp;lt;%&amp;#10;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)}}{|X_{\beta}|}^{{V[G]}}={|\operatorname{cf}^{V}(%&amp;#10;\alpha)|}^{{V}}\sup_{{\beta&amp;lt;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)}}{|X_{\beta}|}^{{V}}%&amp;#10;={|\alpha|}^{{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;sup&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;sup&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;X&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;β&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;{|\alpha|}^{{V[G]}}={|\operatorname{cf}^{V}(\alpha)|}^{{V[G]}}\sup_{{\beta&amp;lt;%
\operatorname{cf}^{V}(\alpha)}}{|X_{\beta}|}^{{V[G]}}={|\operatorname{cf}^{V}(%
\alpha)|}^{{V}}\sup_{{\beta&amp;lt;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)}}{|X_{\beta}|}^{{V}}%
={|\alpha|}^{{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, a contradiction. Finally, we get
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)=\alpha={|\alpha|}^{V}&amp;gt;{|\alpha|}^{{V[G]}}\geq%&amp;#10;\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mo&gt;cf&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\operatorname{cf}^{V}(\alpha)=\alpha={|\alpha|}^{V}&amp;gt;{|\alpha|}^{{V[G]}}\geq%
\operatorname{cf}^{{V[G]}}(\alpha)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. This is again a contradiction and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall\alpha,{|\alpha|}^{{V[G]}}={|\alpha|}^{{V}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;G&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;V&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall\alpha,{|\alpha|}^{{V[G]}}={|\alpha|}^{{V}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;
&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ol&gt;
&lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>MathML Acid Tests</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/03/02/MathML-Acid-Tests</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:979359b62ff8d29c9ceca7f6ae5a7253</guid>
    <pubDate>Sat, 02 Mar 2013 18:20:00 +0100</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>mathml</category><category>mozilla</category>    
    <description>    &lt;p&gt;There has recently been discussion in the Mozilla community about Opera
switch from Presto to Webkit and the need to preserve browser competition and
diversity of rendering engines, especially with mobile devices. Some people
outside the community seem a bit skeptic about that argument. Perhaps a
striking example to convince them is to consider the case of MathML where
basically only Gecko has a decent native implementation and the situation in
the recent &lt;a
href=&quot;http://www.w3.org/2013/02/11-ebooks-minutes.html&quot;&gt;eBooks&lt;/a&gt; &lt;a
href=&quot;http://www.w3.org/2013/02/12-ebooks-minutes.html&quot;&gt;workshop&lt;/a&gt;
illustrates that very well: MathML support is very important for some publishers
(e.g. for science or education) but the main eBook readers rely
exclusively on the Webkit engine and its rudimentary MathML implementation.
Unfortunately because there is currently essentially no alternatives on mobile
platforms, developers of eBook readers have no other choices than proposing a
partial EPUB support or relying on polyfill....&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;After Google's announce to remove MathML from Chrome 25, someone
ironized on twitter about the fact that an Acid test for MathML should be
written since that seems to motivate them more than community feedback. I do
not think that MathML support is something considered important from the point
of view of browser competition but I took this idea and started writing MathML
versions of the famous Acid2 and Acid3 tests. The &lt;a
href=&quot;https://github.com/fred-wang/AcidTestsMathML&quot;&gt;current source of these
MathML Acid tests&lt;/a&gt; is available on GitHub. Of course, I believe that native
MathML implementation is very important and I expect at least that these tests
could help the MathML community ; users and implementers.&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;Here is the result of the MathML Acid2 test with the stable Gecko release.
To pass the test we only need to implement negative spacing or at least
integrate the patch I submitted when I was still active in Gecko developments (&lt;a
href=&quot;https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=717546&quot;&gt;bug 717546&lt;/a&gt;).&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;&lt;img alt=&quot;MathML Acid2 test ; Gecko&quot;
src=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/all-blogs/public/mathml/acid2gecko.png&quot;
width=&quot;516&quot; height=&quot;230&quot; /&gt;&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;And here is the score of the MathML Acid 3 test with the stable Gecko
release. The failure of test 18 was not supposed to happen but I discovered it
when I wrote the test. That will be fixed by James Kitchener's refactoring in
&lt;a href=&quot;https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=827713&quot;&gt;bug 827713&lt;/a&gt;.
Obviously, reaching the score of 100/100 will be much more difficult to achieve
by our volunteer developers, but the current score is not too bad compared to
other rendering engines...&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;&lt;img alt=&quot;MathML Acid 3 ; Gecko&quot;
src=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/all-blogs/public/mathml/acid3gecko.png&quot;
width=&quot;582&quot; height=&quot;289&quot; /&gt;&lt;/p&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>Exercises in Set Theory</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/01/25/Exercises-in-Set-Theory</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:7d566225d8269b18eb696ed3081be378</guid>
    <pubDate>Fri, 25 Jan 2013 22:25:00 +0100</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>set theory</category><category>website updates</category>    
    <description>    &lt;p&gt;I'm finally done with the first part &quot;Basic Set Theory&quot; :-) The two last chapters:&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
  &lt;li&gt;&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_11.php&quot;&gt;Chapter
    11: Borel and Analytic Sets&lt;/a&gt;&lt;/li&gt;
  &lt;li&gt;&lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_12.php&quot;&gt;Chapter
    12: Models of Set Theory&lt;/a&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>Analysis of Lithium's algorithm</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/01/22/Analysis-of-Lithium-s-algorithm</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:8e177ba056bc0b1e56a82ee53466a77d</guid>
    <pubDate>Tue, 22 Jan 2013 23:33:00 +0100</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>mathjax</category><category>mozilla</category><category>testing</category>    
    <description>    &lt;div class=&quot;document&quot;&gt;&lt;div id=&quot;p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;I’ve recently been working on automated testcase reduction tools for the
MathJax project and thus
I had the chance to study &lt;a href=&quot;http://www.squarefree.com&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ref&quot;&gt;Jesse Ruderman&lt;/a&gt;’s
&lt;a href=&quot;http://www.squarefree.com/2007/09/15/introducing-lithium-a-testcase-reduction-tool/&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ref&quot;&gt;Lithium&lt;/a&gt; tool, itself inspired from the
&lt;a href=&quot;http://www.st.cs.uni-saarland.de/papers/tse2002/&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ref&quot;&gt;ddmin&lt;/a&gt; algorithm. This
paper contains good ideas, like for example the fact that the reduction could
be improved if we rely on the testcase structure like XML nodes or grammar
tokens
instead of just characters/lines (that’s why I’ve started to write
&lt;a href=&quot;https://github.com/fred-wang/MathJax-test/tree/master/Li%2B&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ref&quot;&gt;a version of
Lithium to work with abstract data structure&lt;/a&gt;). However, the authors of the
ddmin paper really don’t analyse precisely the complexity of the algorithm,
except the best and worst case and there is a large gap between the two.
&lt;a href=&quot;http://www.squarefree.com/lithium/algorithm.html&quot; title=&quot;&quot; class=&quot;ref&quot;&gt;Jesse's analysis&lt;/a&gt; is
much better and in particular introduces the concepts of monotonic testcase
and clustered reduction where the algorithm performs the best and which
intuitively seems the usual testcases that we meet in practice. However, the
monotonic+clustered case complexity is only “guessed” and the bound
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(M\log _{2}(N))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(M\log _{2}(N))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; for a monotonic testcase (of size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; with final reduction of
size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;) is not optimal. For example if the final reduction is relatively
small compared to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, say
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M=\frac{N}{\log _{2}(N)}=o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M=\frac{N}{\log _{2}(N)}=o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M\log _{2}(N)=N=\Omega(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M\log _{2}(N)=N=\Omega(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and we
can’t say that the number of verifications is small compared to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
In particular, Jesse can
not deduce from his bound that Lithium’s algorithm is better than an approach
based on &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; binary search executions!
In this blog post, I shall give the optimal bound for
the monotonic case and formalize that in some sense the clustered reduction is
near the best case. I’ll also compare Lithium’s algorithm with the binary search
approach and with the ddmin algorithm. I shall explain that Lithium is the
best in the monotonic case (or actually matches the ddmin in that case).&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p2&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Thus suppose that we are given a large testcase exhibiting an unwanted behavior.
We want to find a smaller test case exhibiting the same behavior
and one way is to isolate subtestcases that can not be reduced any further.
A testcase can be quite general so here are basic definitions to formalize a bit
the problem:&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p3&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;ul id=&quot;Ch0.I1&quot; class=&quot;itemize&quot;&gt;&lt;li id=&quot;Ch0.I1.i1&quot; class=&quot;item&quot;&gt;&lt;div id=&quot;Ch0.I1.i1.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;A &lt;span class=&quot;text italic&quot;&gt;testcase&lt;/span&gt; &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a nonempty finite sets of elements
(lines, characters, tree nodes, user actions) exhibiting an “interesting”
behavior (crash, hang and other bugs…)&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;&lt;li id=&quot;Ch0.I1.i2&quot; class=&quot;item&quot;&gt;&lt;div id=&quot;Ch0.I1.i2.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;A &lt;span class=&quot;text italic&quot;&gt;reduction&lt;/span&gt; &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T\subseteq S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T\subseteq S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
with the same “interesting” behavior as &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;&lt;li id=&quot;Ch0.I1.i3&quot; class=&quot;item&quot;&gt;&lt;div id=&quot;Ch0.I1.i3.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;A testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;span class=&quot;text italic&quot;&gt;minimal&lt;/span&gt; if
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall T\subsetneq S,T\text{ is not a reduction of }S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊊&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; is not a reduction of &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall T\subsetneq S,T\text{ is not a reduction of }S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;&lt;/ul&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p4&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Note that by definition, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a reduction of itself and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\emptyset&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not
a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Also the relation “is a reduction of” is transitive that
is a reduction of a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p5&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;We assume that verifying one subset to check if it has the
“interesting” behavior is what takes the most time
(think e.g. testing a hang or user actions) so we want to optimize the number
of testcases verified. Moreover, the original testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is large and so a
fast reduction algorithm would be to have a complexity in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;o(|S|)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(|S|)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Of course, we also expect to find a small reduction
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T\subseteq S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T\subseteq S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; that is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;|T|=o(|S|)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|T|=o(|S|)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p6&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Without information on the structure on a given testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; or on the
properties of the reduction &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we must consider
the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{|S|}}-2&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{|S|}}-2&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; subsets &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\emptyset\neq T\neq S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\emptyset\neq T\neq S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, to find a minimal
reduction. And we only know how to do that in
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O\left(2^{{|S|}}\right)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O\left(2^{{|S|}}\right)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; operations (or &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O\left(2^{{|S|/2}}\right)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;/&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O\left(2^{{|S|/2}}\right)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; with
Grover’s algorithm ;-)).
Similarly, even to determine whether &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T\subseteq S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T\subseteq S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is minimal would
require testing &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{|T|}}-2&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{|T|}}-2&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; subsets which is not necessarily &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;o(|S|)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(|S|)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
(e.g. &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;|T|=\log _{2}{(|S|)}=o(|S|)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|T|=\log _{2}{(|S|)}=o(|S|)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;).
Hence we consider the following definitions:&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p7&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;ul id=&quot;Ch0.I2&quot; class=&quot;itemize&quot;&gt;&lt;li id=&quot;Ch0.I2.i1&quot; class=&quot;item&quot;&gt;&lt;div id=&quot;Ch0.I2.i1.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;For any integer &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n\geq 1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n\geq 1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;text italic&quot;&gt;-minimal&lt;/span&gt; if
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall T\subsetneq S,|S-T|\leq n\implies T\text{ is not a reduction of }S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊊&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⟹&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; is not a reduction of &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall T\subsetneq S,|S-T|\leq n\implies T\text{ is not a reduction of }S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;&lt;li id=&quot;Ch0.I2.i2&quot; class=&quot;item&quot;&gt;&lt;div id=&quot;Ch0.I2.i2.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;In particular, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;text italic&quot;&gt;-minimal&lt;/span&gt; if
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall x\in S,S\setminus\{ x\}\text{ is not a reduction of }S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; is not a reduction of &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall x\in S,S\setminus\{ x\}\text{ is not a reduction of }S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;&lt;li id=&quot;Ch0.I2.i3&quot; class=&quot;item&quot;&gt;&lt;div id=&quot;Ch0.I2.i3.p1&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\forall T_{1}\subseteq T_{2}\subseteq S,\, T_{1}\text{ is a reduction of }S\implies T_{2}\text{ is a reduction of }S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;∀&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; is a reduction of &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⟹&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; is a reduction of &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\forall T_{1}\subseteq T_{2}\subseteq S,\, T_{1}\text{ is a reduction of }S\implies T_{2}\text{ is a reduction of }S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;/li&gt;&lt;/ul&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p8&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Finding a &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal reduction will give a minimal testcase that is no longer
interesting if we remove any portion of size at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Clearly, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is
minimal if it is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal for all &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Moreover, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is always &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal
for any &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n\geq|S|&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n\geq|S|&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We still need to test exponentially many
subsets to find a &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal reduction. To decide whether
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T\subseteq S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T\subseteq S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal, we need to consider subsets obtained by
removing portions of size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1,2,...,\min(n,|T|-1)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1,2,...,\min(n,|T|-1)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
that is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\sum _{{k=1}}^{{\min(n,|T|-1)}}\binom{|T|}{k}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mstyle scriptlevel=&quot;+1&quot;&gt;&lt;mtable rowspacing=&quot;0.2ex&quot; columnspacing=&quot;0.4em&quot;&gt;&lt;mtr&gt;&lt;mtd&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mtd&gt;&lt;/mtr&gt;&lt;mtr&gt;&lt;mtd&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mtd&gt;&lt;/mtr&gt;&lt;/mtable&gt;&lt;/mstyle&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\sum _{{k=1}}^{{\min(n,|T|-1)}}\binom{|T|}{k}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; subsets. In
particular whether &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(|T|)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(|T|)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;o(|S|)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;o(|S|)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; if
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T=o(|S|)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T=o(|S|)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic then so is any reduction &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Moreover, if
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T\subsetneq S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊊&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T\subsetneq S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x\in S\setminus T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x\in S\setminus T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T\subseteq S\setminus\{ x\}\subsetneq S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊊&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T\subseteq S\setminus\{ x\}\subsetneq S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S\setminus\{ x\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S\setminus\{ x\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
is a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence when &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal if and
only if it is minimal. We will target &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal reduction in what follows.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p9&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Let’s consider Lithium’s algorithm.
We assume that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is ordered and so can be identified with the interval
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1,|S|]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1,|S|]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (think for example line numbers). For simplicity, let’s first
assume that
the size of the original testcase is a power of two, that is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;|S|=N=2^{n}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|S|=N=2^{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Lithium starts by &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; steps &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=1,2,...,n-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=1,2,...,n-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. At step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we consider
the chunks among the intervals
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1+j2^{{n-k}},(j+1)2^{{n-k}}]\ (0\leq j&amp;lt;2^{k})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;j&lt;/mi&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;j&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot;&gt; &lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;j&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1+j2^{{n-k}},(j+1)2^{{n-k}}]\ (0\leq j&amp;lt;2^{k})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{n-k}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{n-k}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Lithium verifies if removing each
chunk provides a reduction. If so, it permanently removes that chunk and tries
another chunk. Because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\emptyset&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;∅&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\emptyset&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we immediately
increment &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; if it remains only one chunk.
The &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-th step is the same, with chunk of size 1 but we stop
only when we are sure that the current testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal that is
when after &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;|T|&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo fence=&quot;true&quot;&gt;|&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;|T|&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; attempts, we have not reduced &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; any further. If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not a
power of 2 then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{n-1}}&amp;lt;N&amp;lt;2^{n}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{n-1}}&amp;lt;N&amp;lt;2^{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; where &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n=\lceil\log _{2}(N)\rceil&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;⌈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⌉&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n=\lceil\log _{2}(N)\rceil&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
In that case, we apply the same algorithm as &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{n}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{n}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (i.e. as if there were
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{n}-N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{n}-N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; dummy elements at the end)
except that we don’t need to remove the chunks that are entirely in that
additional part.
This saves testing at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; subtests (those that would be obtained by
removing the dummy chunks at the end of sizes &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{n-1}},2^{{n-2}},...,1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{n-1}},2^{{n-2}},...,1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;). Hence
in general if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is the number of
subsets of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; tried by Lithium, we have &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{{2^{n}}}-n\leq C_{N}\leq C_{{2^{n}}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{{2^{n}}}-n\leq C_{N}\leq C_{{2^{n}}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; be the size of the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal testcase found
by Lithium and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;m=\lceil\log _{2}(M)\rceil&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;⌈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⌉&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m=\lceil\log _{2}(M)\rceil&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p10&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Lithium will always perform the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; initial steps above and check at least
one subset at each step. At the end, it needs to do &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; operations to
be sure that the testcase is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal.
So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}\geq\lceil\log _{2}(N)\rceil+M-1=\Omega(\log _{2}(N)+M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;⌈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⌉&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}\geq\lceil\log _{2}(N)\rceil+M-1=\Omega(\log _{2}(N)+M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Now, consider the case where &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; monotonic and has one minimal reduction
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T=[1,M]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T=[1,M]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is included in the chunk &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1,2^{{m}}]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1,2^{{m}}]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; from step
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic, this means that at step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
we do two verifications and the second chunk is removed because it does
not contain the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (and the third one too
if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not a power of two), at step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=2&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=2&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; it
remains two chunks, we do two verifications and the second chunk is removed etc
until &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. For &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k&amp;gt;n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k&amp;gt;n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
the number of chunk can grow again: 2, 4, 8… that is we handle at most
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{1+k-(n-m)}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{1+k-(n-m)}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks from step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n-m+1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n-m+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
At step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, a first round
of at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{m}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{m}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; verifications ensure that the testcase is of size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and a
second round of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; verifications ensure that it is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-minimal. So
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}\leq 1+\left(\sum _{{k=1}}^{{n-m}}2\right)+\left(\sum _{{k=n-m+1}}^{{n}}2^{{1+k-(n-m)}}\right)+2^{m}+M=1+2(n-m)+2^{m}-1+2^{m}+M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}\leq 1+\left(\sum _{{k=1}}^{{n-m}}2\right)+\left(\sum _{{k=n-m+1}}^{{n}}2^{{1+k-(n-m)}}\right)+2^{m}+M=1+2(n-m)+2^{m}-1+2^{m}+M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and after simplification &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=O(\log _{2}(N)+M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=O(\log _{2}(N)+M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Hence the lower bound &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\Omega(\log _{2}(N)+M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Omega(\log _{2}(N)+M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is optimal. The previous example
suggests the
following generalization: a testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;span class=&quot;text italic&quot;&gt;-clustered&lt;/span&gt; if it can be
written as the union of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; nonempty closed
intervals &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T=I_{1}\cup I_{2}\cup...\cup I_{C}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∪&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T=I_{1}\cup I_{2}\cup...\cup I_{C}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If the
minimal testcase found by Lithium is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-clustered, each &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;I_{j}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;j&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{j}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is of length at
most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M\leq 2^{m}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M\leq 2^{m}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;I_{j}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;I&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;j&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;I_{j}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; intersects at most 2 chunks of length &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{m}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{m}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
from the step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; intersects at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks from
the step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and a fortiori from all the steps &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k\leq n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k\leq n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
Suppose that &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic. Then if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a chunk that does not contain any
element of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T\setminus c&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T\setminus c&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
Lithium will remove the chunk &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence at each step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k\leq n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k\leq n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks survive and so there are at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;4C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;4&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;4C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks at the next
step. A computation similar to what we have done for &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T=[1,M]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T=[1,M]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; shows that
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=O(C(\log _{2}(N)+M))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=O(C(\log _{2}(N)+M))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; if the final
testcase found by Lithium is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-clustered. Note that we always have
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M=o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M=o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\log _{2}(N)=o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\log _{2}(N)=o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C=O(1)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C=O(1)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=O(\log _{2}(N)+M)=o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=O(\log _{2}(N)+M)=o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is small
as wanted. Also, the final testcase is always &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-clustered (union of intervals
that are singletons!)
so we found that the monotonic case is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(M(\log _{2}(N)+M))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(M(\log _{2}(N)+M))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
We shall give a better bound below.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p11&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Now, for each step
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=1,2,...,n-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;…&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=1,2,...,n-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, Lithium splits the testcase in at most
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{k}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{k}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunk and try to remove each chunk. Then it does at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; steps
before stopping or removing one chunk (so the testcase becomes of size at most
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;), then it does at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; steps before stopping or removing one more
chunk (so the testcase becomes of size at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;), …,
then it does at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M+1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; steps before stopping or removing one more
chunk (so the testcase becomes of size at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;). Then the testcase is
exactly of size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and Lithium does at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; additional verifications.
This gives
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}\leq\sum _{{k=1}}^{{n-1}}2^{k}+\sum _{{k=M}}^{{N}}k=2^{n}-2+\frac{N(N+1)-M(M-1)}{2}=O(N^{2})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}\leq\sum _{{k=1}}^{{n-1}}2^{k}+\sum _{{k=M}}^{{N}}k=2^{n}-2+\frac{N(N+1)-M(M-1)}{2}=O(N^{2})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; verifications.
This bound is optimal if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1\leq M\leq 2^{{n-1}}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1\leq M\leq 2^{{n-1}}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; (this is asymptotically
true since we assume &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M=o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M=o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;): consider the cases where
the proper reductions of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are exactly the segments
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1,k]\ (2^{{n-1}}+1\leq k\leq 2^{n}-1)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot;&gt; &lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1,k]\ (2^{{n-1}}+1\leq k\leq 2^{n}-1)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[k,2^{{n-1}}+1]\ (2\leq k\leq 2^{{n-1}}-M+2)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo mathvariant=&quot;italic&quot; separator=&quot;true&quot;&gt; &lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[k,2^{{n-1}}+1]\ (2\leq k\leq 2^{{n-1}}-M+2)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
The testcase will be preserved
during the first phase. Then we will keep browsing at least the first half to
remove elements at position &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{n-1}}+2\leq k\leq 2^{n}-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{n-1}}+2\leq k\leq 2^{n}-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}\geq\sum _{{k=2^{{n-1}}+2}}^{{2^{n}-1}}2^{{n-1}}=2^{{n-1}}\left(2^{{n-1}}-2\right)=\Omega(N^{2})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}\geq\sum _{{k=2^{{n-1}}+2}}^{{2^{n}-1}}2^{{n-1}}=2^{{n-1}}\left(2^{{n-1}}-2\right)=\Omega(N^{2})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p12&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;We now come back to the case where &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is
monotonic. We will prove that the worst case is
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=\Theta\left(M\log _{2}(\frac{N}{M})\right)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Θ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=\Theta\left(M\log _{2}(\frac{N}{M})\right)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so our assumption
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M=o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M=o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; gives
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M\log _{2}(\frac{N}{M})=\left(-\frac{M}{N}\log _{2}(\frac{M}{N})\right)N=o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M\log _{2}(\frac{N}{M})=\left(-\frac{M}{N}\log _{2}(\frac{M}{N})\right)N=o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; as we expected. During the steps
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1\leq k\leq m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1\leq k\leq m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we test at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{k}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{k}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks. When &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{m}}\geq M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{m}}\geq M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks but at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; distinct chunks contain
an element from the final reduction.
By monocity, at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks will survive and there are at most
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks at step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;m+1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m+1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Again, only &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks will survive at step
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;m+2&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m+2&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so on until &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k=n-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k=n-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. A the final step, it remains at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
elements. Again by monocity a first round of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; tests will make &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; elements
survive and we finally need &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; additional tests to ensure that the test case
is minimal. Hence
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}\leq{\sum _{{k=1}}^{{m}}2^{k}}+{\sum _{{k=m+1}}^{{n}}2M}+M=2^{{m+1}}-3+M(2(n-m)+1)=O(M\log _{2}(\frac{N}{M}))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}\leq{\sum _{{k=1}}^{{m}}2^{k}}+{\sum _{{k=m+1}}^{{n}}2M}+M=2^{{m+1}}-3+M(2(n-m)+1)=O(M\log _{2}(\frac{N}{M}))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. This bound is
optimal: if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M=2^{m}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M=2^{m}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, consider the case where
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T=\{ j2^{{n-m}}+1:0\leq j&amp;lt;2^{{m}}\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;j&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;j&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T=\{ j2^{{n-m}}+1:0\leq j&amp;lt;2^{{m}}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is the only minimal testcase
(and &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; monotonic) ; if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not a power of two, consider the same &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
with &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2^{{m}}-M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2^{{m}}-M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; points removed at odd positions. Then for each step
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1\leq k\leq m-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1\leq k\leq m-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, no chunks inside &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1,2^{n}]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1,2^{n}]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are removed. Then some
chunks in &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1,2^{n}]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1,2^{n}]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; are removed (none if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a power of two) at
step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and it remains &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks. Then for steps &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;m+1\leq k\leq n-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m+1\leq k\leq n-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
there are always exactly &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;2M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;2M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; chunks to handle. So
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}\geq\sum _{{m+1\leq k\leq n-1}}2M=2M(n-m-2)=2M(\log _{2}(\frac{N}{M})-2)=\Omega(M\log _{2}(\frac{N}{M}))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}\geq\sum _{{m+1\leq k\leq n-1}}2M=2M(n-m-2)=2M(\log _{2}(\frac{N}{M})-2)=\Omega(M\log _{2}(\frac{N}{M}))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p13&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;We note that we have used two different methods to bound the number of
verifications in the general monotonic case, or when the testcase is
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-clustered. One naturally wonders what happens when we combine the two
techniques. So let &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c=\lceil\log _{2}C\rceil\leq m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;⌈&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⌉&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c=\lceil\log _{2}C\rceil\leq m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. From step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;,
the best bound we found was &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(2^{k})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(2^{k})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; ; from step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, it was
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(C)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(C)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; ; from step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; it was &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(C)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(C)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; again ; from step
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n-m&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n-m&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n-c&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n-c&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, it was &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(2^{{1-k-(n-m)}}C)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(2^{{1-k-(n-m)}}C)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and finally from step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n-c&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n-c&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
to &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;n&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;n&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, including final verifications, it was &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Taking the sum, we
get &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=O(2^{c}+((n-m)-c)C+2^{{(n-c-(n-m))}}C+(n-(n-c))M)=O(C\left(1+\log _{2}{\left(\frac{N}{MC}\right)}\right)+M(1+\log _{2}{C}))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msup&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;m&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=O(2^{c}+((n-m)-c)C+2^{{(n-c-(n-m))}}C+(n-(n-c))M)=O(C\left(1+\log _{2}{\left(\frac{N}{MC}\right)}\right)+M(1+\log _{2}{C}))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
Because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C=O(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C=O(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, this becomes
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=O(C\log _{2}{\left(\frac{N}{MC}\right)}+M(1+\log _{2}{C}))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=O(C\log _{2}{\left(\frac{N}{MC}\right)}+M(1+\log _{2}{C}))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. If
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C=O(1)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C=O(1)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, then we get &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=O(\log _{2}(N)+M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=O(\log _{2}(N)+M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. At the opposite,
if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C=\Omega(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C=\Omega(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, we get &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=\Omega(M\log _{2}{\left(\frac{N}{M}\right)})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Ω&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=\Omega(M\log _{2}{\left(\frac{N}{M}\right)})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(1)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(1)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; but &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C=o(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C=o(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;1=o(\log _{2}{C})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;1=o(\log _{2}{C})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C\log _{2}(C)=o(M\log _{2}{C})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C\log _{2}(C)=o(M\log _{2}{C})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so the expression can be simplified to
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C_{N}=O(C\log _{2}{\left(\frac{N}{M}\right)}+M\log _{2}{C})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C_{N}=O(C\log _{2}{\left(\frac{N}{M}\right)}+M\log _{2}{C})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Hence we have
obtained an intermediate result between the worst and best monotonic cases and
shown how the role played by the number of clusters: the less the final testcase
is clustered, the faster Lithium finds it. The results are summarized in the
following table:&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;Ch0.F1&quot; class=&quot;figure&quot;&gt;&lt;table class=&quot;tabular centering&quot;&gt;&lt;thead class=&quot;thead&quot;&gt;&lt;tr class=&quot;tr&quot;&gt;
    &lt;th class=&quot;td l r t&quot;/&gt;
    &lt;th class=&quot;td r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;Number of tests&lt;/th&gt;&lt;/tr&gt;&lt;/thead&gt;&lt;tbody class=&quot;tbody&quot;&gt;&lt;tr class=&quot;tr&quot;&gt;
    &lt;th class=&quot;td l r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;Best case&lt;/th&gt;
    &lt;td class=&quot;td r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\Theta(\log _{2}(N)+M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Θ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Theta(\log _{2}(N)+M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;&lt;/tr&gt;&lt;tr class=&quot;tr&quot;&gt;
    &lt;th class=&quot;td l r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic ; &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(1)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(1)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-clustered&lt;/th&gt;
    &lt;td class=&quot;td r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(\log _{2}(N)+M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(\log _{2}(N)+M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;&lt;/tr&gt;&lt;tr class=&quot;tr&quot;&gt;
    &lt;th class=&quot;td l r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic ; &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-clustered (&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C=o(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C=o(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and unbounded)&lt;/th&gt;
    &lt;td class=&quot;td r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(C\log _{2}{\left(\frac{N}{M}\right)}+M\log _{2}{C})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(C\log _{2}{\left(\frac{N}{M}\right)}+M\log _{2}{C})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;&lt;/tr&gt;&lt;tr class=&quot;tr&quot;&gt;
    &lt;th class=&quot;td l r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic&lt;/th&gt;
    &lt;td class=&quot;td r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O\left(M\log _{2}\left(\frac{N}{M}\right)\right);o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;;&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O\left(M\log _{2}\left(\frac{N}{M}\right)\right);o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;&lt;/tr&gt;&lt;tr class=&quot;tr&quot;&gt;
    &lt;th class=&quot;td b l r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;Worst case&lt;/th&gt;
    &lt;td class=&quot;td b r t&quot; style=&quot;text-align:center;&quot; align=&quot;center&quot;&gt;&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\Theta(N^{2})&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Θ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;msup&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msup&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Theta(N^{2})&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;&lt;/td&gt;&lt;/tr&gt;&lt;/tbody&gt;&lt;/table&gt;&lt;div class=&quot;caption centering&quot;&gt;&lt;span class=&quot;tag&quot;&gt;Figure 0.1: &lt;/span&gt;Performance of Lithium’s algorithm for some initial testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of
size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and final reduction &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M=o(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M=o(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-clustered if it
is the union of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;C&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;C&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;C&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; intervals.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p14&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;In the ddmin algorithm, at each step we add a preliminary round where we try
to immediately reduce to a single chunk (or equivalently to remove the
complement of a chunk). Actually, the ddmin algorithm only does this preliminary
round at steps where there are more than 2 chunks for otherwise it would do
twice the same work. For each step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k&amp;gt;1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;gt;&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k&amp;gt;1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, if one chunk
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c_{1}\subseteq c_{2}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⊆&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c_{1}\subseteq c_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; for some chunk &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c_{2}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; at the
previous step &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Now if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic then, at level &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k-1&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k-1&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, removing all
but the chunk &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c_{2}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c_{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; gives a subset that contains &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;c_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;c&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;c_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
by monocity. Hence on chunk survive at level &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
there are exactly 2 chunks at level &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so the ddmin
algorithm is exactly Lithium’s algorithm when &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic. The ddmin
algorithm keeps in memory the subsets that we didn’t find
interesting in order to avoid
repeating them. However, if we only reduce to the complement of a chunk, then
we can never repeat the same subset and so this additional work is useless.
That’s the case if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic.&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;div id=&quot;p15&quot; class=&quot;para&quot;&gt;&lt;p class=&quot;p&quot;&gt;Finally,
if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic Jesse proposes a simpler approach based on a binary search.
Suppose first that there is only one minimal testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k\geq\min T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k\geq\min T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1,k]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1,k]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; intersects &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;U_{k}=S\setminus[1,k]\neq T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;U&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≠&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;U_{k}=S\setminus[1,k]\neq T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;U_{k}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;U&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;U_{k}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; for
otherwise a minimal reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;U_{k}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;U&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;U_{k}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; would be a minimal reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;
distinct from &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; which we exclude by hypothesis. If instead &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k&amp;lt;\min T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k&amp;lt;\min T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1,k]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1,k]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; does not intersect &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;U_{k}=S\setminus[1,k]\supseteq T\setminus[1,k]\supseteq T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;U&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;⊇&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;U_{k}=S\setminus[1,k]\supseteq T\setminus[1,k]\supseteq T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is a
reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic. So we can use a binary search
to find &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\min T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\min T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; by testing at most &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\log _{2}(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\log _{2}(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; testcases
(modulo some constant). Then we try with intervals
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[1+\min T,k]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[1+\min T,k]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; to find the second least element of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; in at most
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\log _{2}(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\log _{2}(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We continue until we find the &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;-th element of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. Clearly,
this gives &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M\log _{2}(N)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M\log _{2}(N)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; verifications which sounds equivalent to
Jesse’s bound with even a better constant factor. Note that the algorithm
still works if we remove the assumption that there is only one minimal testcase
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. We start by &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S=S_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S=S_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and find
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x_{1}=\max\{\min T:T\text{ is a minimal reduction of }S_{1}\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;max&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; is a minimal reduction of &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x_{1}=\max\{\min T:T\text{ is a minimal reduction of }S_{1}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;: if
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k&amp;lt;x_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;&amp;lt;&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k&amp;lt;x_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S\setminus[1;k]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S\setminus[1;k]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; contains at least one mininal reduction
with least element &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and so is a reduction because &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is monotonic.
If &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;k\geq x_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;k\geq x_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S\setminus[1;k]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S\setminus[1;k]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; or a minimal
reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S\setminus[1;k]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;;&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S\setminus[1;k]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; would be a minimal reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; whose
least element is greater than &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S_{2}=S_{1}\setminus[1;x_{1}-1]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;;&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S_{2}=S_{1}\setminus[1;x_{1}-1]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is
a reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S_{1}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S_{1}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. The algorithm continues to find
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;x_{2}=\max\{\min(T\setminus\{ x_{1}\}):T\text{ is a minimal reduction of }S_{2},\min(T)=x_{1}\}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;max&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;∖&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;{&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo separator=&quot;true&quot;&gt;:&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mtext&gt; is a minimal reduction of &lt;/mtext&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;min&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;x&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;}&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;x_{2}=\max\{\min(T\setminus\{ x_{1}\}):T\text{ is a minimal reduction of }S_{2},\min(T)=x_{1}\}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; etc and finally
returns a minimal reduction of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;.
However, it is not clear that this
approach can work if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is not monotonic while we can hope that Lithium is
still efficient if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;S&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;S&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;S&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is “almost” monotonic.
We remark that when there is only one minimal testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T=[1,M]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T=[1,M]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;, the binary
search approach would require something like
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\sum _{{k=0}}^{{M-1}}\log _{2}(N-k)=M\log _{2}(N)+\sum _{{k=0}}^{{M-1}}\log _{2}\left(1-\frac{k}{N}\right)\geq M\log _{2}(N)+M\log _{2}\left(1-\frac{M}{N}\right)=M\log _{2}(N)+o(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≥&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\sum _{{k=0}}^{{M-1}}\log _{2}(N-k)=M\log _{2}(N)+\sum _{{k=0}}^{{M-1}}\log _{2}\left(1-\frac{k}{N}\right)\geq M\log _{2}(N)+M\log _{2}\left(1-\frac{M}{N}\right)=M\log _{2}(N)+o(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So that would be the worst case of the binary search
approach whereas Lithium handles this case very nicely in
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\Theta(\log _{2}(N)+M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi mathvariant=&quot;normal&quot;&gt;Θ&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\Theta(\log _{2}(N)+M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;! In general, if
there is only one minimal testcase &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; of size &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;M\leq\frac{N}{2}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;M\leq\frac{N}{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; then
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\max(T)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;max&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\max(T)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; can be anywhere between &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;[M,N]&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;[&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;,&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;]&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;[M,N]&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; and if &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;T&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;T&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; is
placed at random, &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\max(T)\leq\frac{3}{4}N&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;max&lt;/mo&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;T&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;≤&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;&lt;mn&gt;4&lt;/mn&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\max(T)\leq\frac{3}{4}N&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; with probability at least
&lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\frac{1}{2}&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\frac{1}{2}&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;. So the average complexity of the binary search approach in that
case will
be at least &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;\frac{1}{2}\sum _{{k=0}}^{{M-1}}\log _{2}(\frac{1}{4}N)=\frac{1}{2}M\log _{2}(N)+o(M)&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msubsup&gt;&lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;k&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;-&lt;/mo&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/msubsup&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mn&gt;4&lt;/mn&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;o&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;\frac{1}{2}\sum _{{k=0}}^{{M-1}}\log _{2}(\frac{1}{4}N)=\frac{1}{2}M\log _{2}(N)+o(M)&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt; which is still not as good as Lithium’s
optimal worst case of &lt;math xmlns=&quot;http://www.w3.org/1998/Math/MathML&quot; alttext=&quot;O(M\log _{2}(\frac{N}{M}))&quot; display=&quot;inline&quot;&gt;&lt;semantics&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;O&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;mo&gt;⁢&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;msub&gt;&lt;mi&gt;log&lt;/mi&gt;&lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;&lt;/msub&gt;&lt;mo&gt;⁡&lt;/mo&gt;&lt;mrow&gt;&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;&lt;mfrac&gt;&lt;mi&gt;N&lt;/mi&gt;&lt;mi&gt;M&lt;/mi&gt;&lt;/mfrac&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;/mrow&gt;&lt;annotation encoding=&quot;application/x-tex&quot;&gt;O(M\log _{2}(\frac{N}{M}))&lt;/annotation&gt;&lt;/semantics&gt;&lt;/math&gt;…&lt;/p&gt;&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>MathML in Chrome, a couple of demos and some perspectives...</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/01/11/MathML-in-Chrome%2C-a-couple-of-demos-and-some-perspectives...</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:977dfac5123f66f6e4614088a0c507cb</guid>
    <pubDate>Fri, 11 Jan 2013 13:24:00 +0100</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>mathjax</category><category>mathml</category><category>mozilla</category><category>svg</category><category>webkit</category>    
    <description>    &lt;p&gt;For those who missed the news, Google Chrome 24 has recently been
      released with native MathML support. I'd like to thank
      &lt;a href=&quot;http://www.mathscribe.com/&quot;&gt;Dave Barton&lt;/a&gt; again for his 
      efforts during the past year, that have allowed to make this happen.
      Obviously, some people may ironize on how long it took for Google to
      make this happen 
      (Mozilla MathML project started in 1999)
      or criticize the bad
      rendering quality. However the MathML folks, aware of the history of
      the language in browsers, will tend to be more tolerant and
      appreciate this important step towards MathML adoption.
      After all,
      this now means that among the most popular browsers,
      Firefox, Safari and Chrome have MathML support and
      Opera a basic CSS-based implementation. This also means that about three
      people out of four will be able to read pages with MathML without the
      need of any third-party rendering engine.
    &lt;/p&gt;

    &lt;p&gt;After some testing,
      I think the Webkit MathML support is now good enough to be used on
      my Website. There
      are a few annoyances with stretchy characters or positioning, but in
      general the formulas are readable. Hence in order to encourage the use
      of MathML and let people report bugs upstream and hopefully help to fix
      them, I decided to 
      rely on the native MathML support for Webkit-based browsers. I'll still
      keep MathJax for Internet Explorer (when MathPlayer is not installed) and
      Opera.
    &lt;/p&gt;

    &lt;p&gt;
      I had the chance to meet Dave Barton when I was at the Silicon Valley
      last October for the GSoC mentor summit. We could
      exchange our views on the MathML implementations in browsers and discuss
      the perspectives for the future of MathML.
      The history of MathML in Webkit is actually
      quite similar to Gecko's one: one volunteer Alex Milowski
      decided to write the initial implementation. This idea attracted more
      volunteers who joined the effort and helped to add new features and
      to conduct the project. Dave told me that the initial Webkit
      implementation did not pass the Google's security review and that's why
      MathML was not
      enabled in Chrome. It was actually quite surprising that Apple decided
      to enable it in Safari and in particular all Apple's mobile products.
      Dave's main achievement has been to fix all these security bugs so that
      MathML could finally appear in Chrome.
    &lt;/p&gt;

    &lt;p&gt;One of the idea I share with Dave is how important it is to have native
      MathML support in browsers, rather than to delegate the rendering to
      Javascript libraries like MathJax or browser plug-in like MathPlayer.
      That's always a bit sad to see that third-party tools are necessary to
      improve the native browser support of a language that is sometimes
      considered a core XML language for the Web together with XHTML and SVG.
      Not only native support is faster but also it integrates better in the
      browser environment: zooming text, using links, applying CSS style,
      mixing with SVG diagrams, doing dynamic updates
      with e.g. Javascript etc all of the features Web users are familiar with are immediately available.
     In order to illustrate this concretely, here is
      a couple of demos. Some of them are inspired from the
      &lt;a href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/01/11/ https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Mozilla_MathML_Project#Sample_MathML_Documents&quot;&gt;Mozilla's MathML demo pages&lt;/a&gt;, recently
      moved to MDN. By the way, the famous
      MathML torture page is now
      &lt;a href=&quot;https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Mozilla_MathML_Project/MathML_Torture_Test&quot;&gt;here&lt;/a&gt;. Also,
      try this &lt;a href=&quot;https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Mozilla_MathML_Project/Fonts/Test&quot;&gt;test page to quickly determine whether you need to install
	additional fonts&lt;/a&gt;.
    &lt;/p&gt;

    &lt;div&gt;
      &lt;p style=&quot;text-align: center; font-style: italic; font-size: small&quot;&gt;
	MathML with CSS &lt;code&gt;text-shadow&lt;/code&gt; &amp;amp; &lt;code&gt;transform&lt;/code&gt;
	properties, &lt;code&gt;href&lt;/code&gt; &amp;amp; &lt;code&gt;dir&lt;/code&gt; attributes as
	well as Javascript events&lt;/p&gt;
&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;
  &lt;math display=&quot;block&quot; style=&quot;font-size: 75%; text-shadow: green 2px 2px 3px;&quot;&gt;
    &lt;mstyle id=&quot;mstyle1&quot;
	    style=&quot;color: black; transform: rotate(-20deg);&quot;
	    href=&quot;https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Mozilla_MathML_Project/Start&quot;&gt;
      &lt;mi&gt;det&lt;/mi&gt;
      &lt;mo&gt;&amp;#x2061;&lt;/mo&gt;
      &lt;mrow&gt;
	&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;
	&lt;mtable&gt;
	  &lt;mtr&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;1&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;3&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	  &lt;/mtr&gt;
	  &lt;mtr&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;4&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;5&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;6&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	  &lt;/mtr&gt;
	  &lt;mtr&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;7&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;8&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;9&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	  &lt;/mtr&gt;
	&lt;/mtable&gt;
	&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;
      &lt;/mrow&gt;
      &lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;
      &lt;mn&gt;45&lt;/mn&gt;
      &lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
      &lt;mn&gt;84&lt;/mn&gt;
      &lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
      &lt;mn&gt;96&lt;/mn&gt;
      &lt;mo&gt;−&lt;/mo&gt;
      &lt;mrow&gt;
	&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;
	&lt;mn&gt;105&lt;/mn&gt;
	&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
	&lt;mn&gt;48&lt;/mn&gt;
	&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
	&lt;mn&gt;72&lt;/mn&gt;
	&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;
      &lt;/mrow&gt;
      &lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;
      &lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;
    &lt;/mstyle&gt;
    &lt;mstyle id=&quot;mstyle2&quot;
	    dir=&quot;rtl&quot; style=&quot;color: black; transform: rotate(+20deg);&quot;
	    href=&quot;https://developer.mozilla.org/ar/docs/Mozilla_MathML_Project/Start&quot;&gt;
      &lt;mi&gt;محدد&lt;/mi&gt;
      &lt;mo&gt;&amp;#x2061;&lt;/mo&gt;
      &lt;mrow&gt;
	&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;
	&lt;mtable&gt;
	  &lt;mtr&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;١‎&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;٢&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;٣&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	  &lt;/mtr&gt;
	  &lt;mtr&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;٤&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;٥&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;٦&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	  &lt;/mtr&gt;
	  &lt;mtr&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;٧‎&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;٨&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	    &lt;mtd&gt;
	      &lt;mn&gt;٩&lt;/mn&gt;
	    &lt;/mtd&gt;
	  &lt;/mtr&gt;
	&lt;/mtable&gt;
	&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;
      &lt;/mrow&gt;
      &lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;
      &lt;mn&gt;٤٥&lt;/mn&gt;
      &lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
      &lt;mn&gt;٨٤&lt;/mn&gt;
      &lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
      &lt;mn&gt;٩٦&lt;/mn&gt;
      &lt;mo&gt;−&lt;/mo&gt;
      &lt;mrow&gt;
	&lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;
	&lt;mn&gt;١‎٠٥&lt;/mn&gt;
	&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
	&lt;mn&gt;٤٨&lt;/mn&gt;
	&lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
	&lt;mn&gt;٧‎٢&lt;/mn&gt;
	&lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;
      &lt;/mrow&gt;
      &lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;
      &lt;mn&gt;٠&lt;/mn&gt;
    &lt;/mstyle&gt;
  &lt;/math&gt;


  &lt;script type=&quot;text/javascript&quot;&gt;
    function zoomIn() { this.setAttribute(&quot;mathsize&quot;, &quot;110%&quot;); }
    function zoomOut() { this.removeAttribute(&quot;mathsize&quot;); }
    document.getElementById(&quot;mstyle1&quot;).
    addEventListener(&quot;mouseover&quot;, zoomIn, false);
    document.getElementById(&quot;mstyle1&quot;).
    addEventListener(&quot;mouseout&quot;, zoomOut, false);      
    document.getElementById(&quot;mstyle2&quot;).
    addEventListener(&quot;mouseover&quot;, zoomIn, false);
    document.getElementById(&quot;mstyle2&quot;).
    addEventListener(&quot;mouseout&quot;, zoomOut, false);      
  &lt;/script&gt;

&lt;/div&gt;

&lt;div&gt;
  &lt;p style=&quot;text-align: center; font-style: italic; font-size: small&quot;&gt;HTML and animated SVG inside MathML tokens&lt;/p&gt;

  &lt;p&gt;
    &lt;math display=&quot;block&quot;&gt;

      &lt;mrow&gt;
	&lt;mi&gt;tr&lt;/mi&gt;
	&lt;mo&gt;&amp;#x2061;&lt;/mo&gt;
	&lt;msup&gt;
	  &lt;mrow&gt;
	    &lt;mo&gt;(&lt;/mo&gt;
	    &lt;mtable&gt;
	      &lt;mtr&gt;
		&lt;mtd&gt;
		  &lt;mtext&gt;&lt;input type=&quot;text&quot; size=&quot;1&quot;/&gt;&lt;/mtext&gt;
		&lt;/mtd&gt;
		&lt;mtd&gt;
		  &lt;mtext&gt;&lt;input type=&quot;text&quot; size=&quot;1&quot;/&gt;&lt;/mtext&gt;
		&lt;/mtd&gt;
	      &lt;/mtr&gt;
	      &lt;mtr&gt;
		&lt;mtd&gt;
		  &lt;mtext&gt;&lt;input type=&quot;text&quot; size=&quot;1&quot;/&gt;&lt;/mtext&gt;
		&lt;/mtd&gt;
		&lt;mtd&gt;
		  &lt;mtext&gt;&lt;input type=&quot;text&quot; size=&quot;1&quot;/&gt;&lt;/mtext&gt;
		&lt;/mtd&gt;
	      &lt;/mtr&gt;
	    &lt;/mtable&gt;
	    &lt;mo&gt;)&lt;/mo&gt;
	  &lt;/mrow&gt;
	  &lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;
	&lt;/msup&gt;
      &lt;/mrow&gt;
      &lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;
      &lt;msqrt&gt;
	&lt;mpadded width=&quot;30px&quot; height=&quot;15px&quot; depth=&quot;15px&quot; voffset=&quot;-15px&quot;&gt;
	  &lt;mtext&gt;
	    &lt;svg width=&quot;30px&quot; height=&quot;30px&quot;&gt;
	      &lt;defs&gt;
		&lt;radialGradient id=&quot;radGrad1&quot; cx=&quot;50%&quot; cy=&quot;50%&quot; r=&quot;50%&quot; fx=&quot;50%&quot; fy=&quot;50%&quot;&gt;
		  &lt;stop offset=&quot;0%&quot; style=&quot;stop-color:rgb(255,255,255); stop-opacity:1;&quot;&gt;&lt;/stop&gt;
		  &lt;stop offset=&quot;100%&quot; style=&quot;stop-color:rgb(255,0,0); stop-opacity:.8;&quot;&gt;&lt;/stop&gt;
		&lt;/radialGradient&gt;
	      &lt;/defs&gt;
	      &lt;g transform=&quot;translate(15,15)&quot;&gt;
		&lt;g&gt;
		  &lt;animateTransform attributeName=&quot;transform&quot; attributeType=&quot;XML&quot; type=&quot;rotate&quot; from=&quot;360&quot; to=&quot;0&quot; dur=&quot;15s&quot; repeatCount=&quot;indefinite&quot;&gt;&lt;/animateTransform&gt;
		  &lt;g transform=&quot;translate(-15, -15)&quot;&gt;
		    &lt;path fill=&quot;url(#radGrad1)&quot; d=&quot;M 15 0 L 20 10 L 30 15 L 20 20 L 15 30
						   L 10 20 L 0 15 L 10 10&quot;&gt;&lt;/path&gt;
		  &lt;/g&gt;
		&lt;/g&gt;
	      &lt;/g&gt;
	    &lt;/svg&gt;
	  &lt;/mtext&gt;
	&lt;/mpadded&gt;
      &lt;/msqrt&gt;
      &lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;
      &lt;msubsup&gt;
	&lt;mo&gt;∫&lt;/mo&gt;
	&lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;
	&lt;mfrac&gt;
	  &lt;mi&gt;π&lt;/mi&gt;
	  &lt;mn&gt;2&lt;/mn&gt;
	&lt;/mfrac&gt;
      &lt;/msubsup&gt;
      &lt;msup&gt;
	&lt;mi&gt;θ&lt;/mi&gt;
	&lt;mtext&gt;
	  &lt;svg width=&quot;15px&quot; height=&quot;15px&quot;&gt;
	    &lt;defs&gt;
	      &lt;radialGradient id=&quot;radGrad2&quot; cx=&quot;50%&quot; cy=&quot;50%&quot; r=&quot;50%&quot; fx=&quot;50%&quot; fy=&quot;50%&quot;&gt;
		&lt;stop offset=&quot;0%&quot; style=&quot;stop-color:rgb(255,255,255); stop-opacity:1;&quot;&gt;&lt;/stop&gt;
		&lt;stop offset=&quot;100%&quot; style=&quot;stop-color:rgb(0,0,255); stop-opacity:.9;&quot;&gt;&lt;/stop&gt;
	      &lt;/radialGradient&gt;
	    &lt;/defs&gt;
	    &lt;g&gt;
	      &lt;animateMotion path=&quot;M0,0 L3,0 L2,5 L5,5 L0,4 L5,2 z&quot; begin=&quot;0s&quot; dur=&quot;0.5s&quot; repeatCount=&quot;indefinite&quot;&gt;&lt;/animateMotion&gt;
	      &lt;circle fill=&quot;url(#radGrad2)&quot; r=&quot;5px&quot; cx=&quot;5px&quot; cy=&quot;5px&quot;&gt;&lt;/circle&gt;
	    &lt;/g&gt;
	  &lt;/svg&gt;
	&lt;/mtext&gt;
      &lt;/msup&gt;
      &lt;mrow&gt;
	&lt;mo&gt;ⅆ&lt;/mo&gt;
	&lt;mi&gt;θ&lt;/mi&gt;
      &lt;/mrow&gt;
    &lt;/math&gt;
&lt;/div&gt;

&lt;div&gt;
  &lt;p style=&quot;text-align: center; font-style: italic; font-size: small&quot;&gt;MathML inside animated SVG (via the &lt;code&gt;&amp;lt;foreignObject&amp;gt;&lt;/code&gt; element):&lt;/p&gt;

  &lt;div style=&quot;width: 300px; margin-left: auto; margin-right: auto;&quot;&gt;
    &lt;svg width=&quot;350px&quot; height=&quot;250px&quot;&gt;
      &lt;defs&gt;
	&lt;linearGradient id=&quot;grad1&quot; x1=&quot;0%&quot; y1=&quot;0%&quot; x2=&quot;100%&quot; y2=&quot;0%&quot;&gt;
	  &lt;stop offset=&quot;0%&quot; style=&quot;stop-color:red;stop-opacity:1&quot;&gt;&lt;/stop&gt;
	  &lt;stop offset=&quot;100%&quot; style=&quot;stop-color:orange;stop-opacity:1&quot;&gt;&lt;/stop&gt;
	&lt;/linearGradient&gt;

	&lt;radialGradient id=&quot;grad3&quot; cx=&quot;50%&quot; cy=&quot;50%&quot; r=&quot;50%&quot; fx=&quot;50%&quot; fy=&quot;50%&quot;&gt;
	  &lt;stop offset=&quot;0%&quot; style=&quot;stop-color:rgb(0,255,255);stop-opacity:1&quot;&gt;&lt;/stop&gt;
	  &lt;stop offset=&quot;100%&quot; style=&quot;stop-color:rgb(255,255,255);stop-opacity:.8&quot;&gt;&lt;/stop&gt;
	&lt;/radialGradient&gt;
      &lt;/defs&gt;

      &lt;ellipse cx=&quot;175&quot; cy=&quot;125&quot; rx=&quot;175&quot; ry=&quot;125&quot; fill=&quot;url(#grad1)&quot;&gt;&lt;/ellipse&gt;

      &lt;g&gt;
	&lt;animateMotion path=&quot;M 32,69 C 64,121 100,27 152,42 203,56 239,257 275,161 295,109 144,221 88,214 -2,202 11,35 32,69 z&quot; begin=&quot;0s&quot; dur=&quot;20s&quot; repeatCount=&quot;indefinite&quot;&gt;&lt;/animateMotion&gt;
	&lt;animateTransform attributeName=&quot;transform&quot; attributeType=&quot;XML&quot; type=&quot;scale&quot; values=&quot;1;2;.5;1&quot; keyTimes=&quot;0;.25;.75;1&quot; dur=&quot;20s&quot; repeatCount=&quot;indefinite&quot;&gt;&lt;/animateTransform&gt;
	&lt;circle fill=&quot;url(#grad3)&quot; r=&quot;30&quot;&gt;&lt;/circle&gt;
	&lt;g transform=&quot;translate(-30,-30)&quot;&gt;
	  &lt;switch&gt;
	    &lt;foreignObject width=&quot;60&quot; height=&quot;60&quot;&gt;
	      &lt;math display=&quot;block&quot;&gt;
		&lt;mrow&gt;
		  &lt;munderover&gt;
		    &lt;mo&gt;∑&lt;/mo&gt;
		    &lt;mrow&gt;
		      &lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;
		      &lt;mo&gt;=&lt;/mo&gt;
		      &lt;mn&gt;0&lt;/mn&gt;
		    &lt;/mrow&gt;
		    &lt;mrow&gt;
		      &lt;mo&gt;+&lt;/mo&gt;
		      &lt;mi&gt;∞&lt;/mi&gt;
		    &lt;/mrow&gt;
		  &lt;/munderover&gt;
		  &lt;mfrac&gt;
		    &lt;msup&gt;
		      &lt;mi&gt;α&lt;/mi&gt;
		      &lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;
		    &lt;/msup&gt;
		    &lt;mrow&gt;
		      &lt;mi&gt;n&lt;/mi&gt;
		      &lt;mo&gt;!&lt;/mo&gt;
		    &lt;/mrow&gt;
		  &lt;/mfrac&gt;
		&lt;/mrow&gt;
	      &lt;/math&gt;
	    &lt;/foreignObject&gt;
	    &lt;text&gt;exp(α)&lt;/text&gt;
	  &lt;/switch&gt;
	&lt;/g&gt;
      &lt;/g&gt;
    &lt;/svg&gt;
  &lt;/div&gt;
&lt;/div&gt;

&lt;p&gt;Note that although Dave was focused on improving MathML, the language
  naturally
  integrates with the rest of Webkit's technologies and almost all the demos
  above work as expected, without any additional efforts. Actually,
  Gecko's MathML support relies less on the CSS layout engine than Webkit
  does and this has been a recurrent source of bugs. For example in the
  first demo, the 
  &lt;code&gt;text-shadow&lt;/code&gt; property is not applied to some operators
  (&lt;a href=&quot;https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=827039&quot;&gt;bug
    827039&lt;/a&gt;) while it is in Webkit.&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;In my opinion, one of the problem with MathML is
  that the browser vendors never really shown a lot of interest in
  this language and the standardization and implementation efforts were mainly
  lead and funded by organizations from the publishing industry or by volunteer
  contributors.
  As the MathML WG members keep repeating, they would love to get more
  feedback from the browser developers.
  This is quite a problem for a language that has among the main goal
  the publication of mathematics on the Web.
  This leads for example to MathML features
  (some of them are now deprecated) duplicating CSS properties or
  to the &lt;code&gt;&amp;lt;mstyle&amp;gt;&lt;/code&gt; element which has most of its
  attributes unused and do similar things as CSS inheritance in an
  incompatible way. As a consequence, it was difficult to implement
  all MathML features properly in Gecko and this is the source of many bugs like the one
  I mention in the previous paragraph.
&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;Hopefully, the new MathML support in Chrome will bring more
  interest to MathML from contributors or Web companies.
  Dave told me that Google could
   hire a full-time engineer to work on MathML. Apparently, this is
  mostly because
  of demands from companies working on Webkit-based mobile devices or
  involved in EPUB. Although I don't have the same impression
  from Mozilla Corporation at the moment, I'm
  confident that with the upcoming FirefoxOS release, things might change a
  bit.
&lt;/p&gt;

&lt;p&gt;
  Finally I also expect that we, at MathJax, will continue to accompany the
  MathML implementations in browsers. One of the ideas I proposed to the
  team was to let MathJax select the output mode according to the
  MathML features supported by the browser. Hence the native MathML support
  could be used if the page contains only basic mathematics while MathJax's
  rendering engine will be used when
  more advanced mathematical constructions are involved. Another goal
  to achieve will be to make MathJax the default rendering in Wikipedia,
  which will be much better than the current raster image approach
  and will allow the users to
  switch to their browser's MathML support if they wish...
&lt;/p&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
  <item>
    <title>Exercises in Set Theory</title>
    <link>http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2013/01/03/Exercises-in-Set-Theory</link>
    <guid isPermaLink="false">urn:md5:073d138d155181ee90869e84fb394794</guid>
    <pubDate>Thu, 03 Jan 2013 22:27:00 +0100</pubDate>
    <dc:creator>fredw</dc:creator>
        <category>set theory</category><category>website updates</category>    
    <description>    &lt;p&gt;During last December, I've made more progress on the exercises from Thomas
Jech's book &quot;Set Theory&quot;. After the &lt;a
href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2012/11/19/Exercises-in-Set-Theory-and-Teen-Reminiscences&quot;&gt;six
first chapters&lt;/a&gt; and the &lt;a
href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/blog/frederic/?post/2012/11/27/Exercises-in-Set-Theory%3A-Ultrafilters-and-Boolean-algebras&quot;&gt;seventh
chapter&lt;/a&gt;, I've worked on chapters 8, 9 and 10. I've published the solutions
for most of the exercices here:&lt;/p&gt;
&lt;ul&gt;
  &lt;li&gt;&lt;a
    href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_8.php&quot;&gt;Chapter
    8: Stationnary Sets&lt;/a&gt;&lt;/li&gt;
  &lt;li&gt;&lt;a
    href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_9.php&quot;&gt;Chapter
    9: Combinatorial Set Theory&lt;/a&gt;&lt;/li&gt;
  &lt;li&gt;&lt;a
    href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_10.php&quot;&gt;Chapter
    10: Measurable Cardinal&lt;/a&gt;&lt;/li&gt;
&lt;/ul&gt;

&lt;p&gt;I also typeset a couple of exercises from &lt;a
href=&quot;http://www.maths-informatique-jeux.com/international/set_theory/chapter_12.php&quot;&gt;chapter
12&lt;/a&gt; that I solved some years ago but didn't get the opportunity to work on new exercises yet.&lt;/p&gt;</description>
    
    
    
      </item>
    
</channel>
</rss>