根据皮亚诺自然数公理:
1.0属于N.
2.若x属于N,则x有且只有一个后继x'.
3.对任一个x属于N,皆有x'不等于0.
4.对任意x,y属于N,若x不等于y,则x'不等于y'.
皮亚诺公理定义:
目的是定义自然数集合,首先需要承认的是集合具有的一些运算性质,例如:a=b时a,b代表的是同一个元素。
皮亚诺的这五条公理用非形式化的方法叙述如下:
Ⅰ、0是自然数;
Ⅱ、每一个确定的自然数a,都具有确定的后继数a' ,a'也是自然数(数a的后继数a'就是紧接在这个数后面的整数(a+1)。例如:1'=2,2'=3等等。);可是仅有这两个公理还不够完整地描述自然数,因为满足这两条的有可能不是自然数系统。
比如考虑由 0, 1 构成的数字系统,其中1的后继为0。这不符合我们对于自然数系统的期望,因为它只包含有限个数。因此,我们要对自然数结构再做一下限制:
Ⅲ、0不是任何自然数的后继数;但这里面的漏洞防不胜防,此时仍不能排除如下的反例:数字系统 0, 1, 2, 3,其中3的后继是3。看来,我们设置的公理还不够严密,我们还得再加一条。
Ⅳ、不同的自然数有不同的后继数,如果自然数b、c的后继数都是自然数a,那么b=c;最后,为了排除一些自然数中不应存在的数(如 0.3),同时也为了满足一会儿制定运算规则的需要,我们加上最后一条公理。
Ⅴ设S⊆N,且满足2个条件(i)0∈S;(ii)如果n∈S,那么n'∈S。则S是包含全体自然数的集合,即S=N。(这条公理也叫归纳公理,保证了数学归纳法的正确性)
注:归纳公理可以用来证明0是唯一不是后继数的自然数,因为令命题为“n=0或n为其它数的后继数”,那么满足归纳公设的条件。若将只考虑正整数,则公理中的0要换成1,自然数要换成正整数。
参考资料:百度百科-皮亚诺公理