10.12: Резюме
Теорема повноти - це зворотна теорема про обґрунтованість. В одній формі він стверджує, що якщоΓ\EntailsA потімΓ\ProvesA, в іншій,Γ що якщо послідовний, то він задовольняється. Ми довели другу форму (і вивели першу з другої). Доказ бере участь і вимагає виконання ряду кроків. Починаємо з послідовного наборуΓ. Спочатку ми додаємо нескінченно багато нових постійних символів, аci також формули виду,\lexistsxA(x)\lifA(c) де кожна формулаA(x) з вільною змінною в розширеній мові поєднується з однією з нових констант. Це призводить до насиченого послідовного набору пропозицій, що містятьΓ. Це все ще послідовно. Тепер ми беремо цей набір і розширюємо його до повного узгодженого набору. Повний послідовний набір має властивість nice, що для будь-якого реченняA, абоA або¬A є в множині (але ніколи не обидва). Оскільки ми починали з насиченого набору, тепер у нас є насичений, повний, послідовний набір пропозицій,Γ∗ який включаєΓ. З цього набору тепер можна визначити\StructM таку структуру, що\SatM(Γ∗)A iffA∈Γ∗. Зокрема\SatM(Γ∗)Γ, тобтоΓ є задовільним. Якщо= є, то конструкція трохи складніше.
З теореми про повноту випливають два важливі наслідки. Теорема компактності стверджує, щоΓ\EntailsA iffΓ0\EntailsA для деяких скінченнихΓ0⊆Γ. Еквівалентним формулюваннямΓ є те, що задовольняється, якщо коженΓ0⊆Γ скінченний є задовільним. Теорема компактності корисна для доказу існування структур з певними властивостями. Наприклад, ми можемо використовувати його, щоб показати, що існують нескінченні моделі для кожної теорії, яка має довільно великі кінцеві моделі. Це означає, зокрема, що кінцевість не може бути виражена в логіці першого порядку. Другий наслідок, теорема Левенгейма-Сколема, стверджує, що кожен задоволенийΓ має підрахункову модель. Це, в свою чергу, показує, що незліченність не може бути виражена в логіці першого порядку.