El teorema de Spielrain es uno de los teoremas centrales de la teoría de los conjuntos ordenados , formulado y demostrado por primera vez por el matemático polaco Edward Spielrain en 1930.
Cualquier relación de orden parcial dada en algún conjunto puede extenderse a una relación de orden lineal .
La demostración del teorema se basa en la aplicación del axioma de elección ( el lema de Kuratowski-Zorn ).
Ben Dusnik y B. W. Miller demostraron que toda relación de orden parcial es la intersección de las relaciones de orden lineal que la contienen.
Las generalizaciones del teorema de Spielrain para el caso en que las relaciones de orden parcial y las relaciones de orden lineal que las extienden son consistentes con las operaciones algebraicas de grupos , anillos y otros sistemas algebraicos sobre los que se dan estas relaciones, fueron consideradas por el matemático húngaro Laszlo Fuchs . . En particular, el teorema de Fuchs establece que un orden de grupo parcial puede extenderse a un orden de grupo lineal si y solo si cumple la siguiente condición:
para cada conjunto finito de elementos en ( ) uno puede elegir signos ( o ) de tal manera que
Aquí
es un subsemigrupo invariante generado por elementos , es un cono de razón positiva .El orden parcial de un grupo abeliano se puede extender a un orden lineal si y solo si está libre de torsión, es decir, todos sus elementos excepto el orden infinito neutro .
El teorema de Dushnik-Miller en este caso se generaliza de la siguiente manera: un orden parcial de un grupo es una intersección de órdenes lineales si y solo si se sigue que para cada conjunto finito de elementos en ( ) existen tales signos adecuados ( o ) que
Un orden parcial de un grupo abeliano es una intersección de órdenes lineales si y solo si está aislado, es decir, de donde se sigue algún número natural .
Cualquier relación de orden parcial dada en un espacio vectorial y consistente con su estructura puede extenderse a una relación de orden lineal consistente.