Théorie
Logique du premier ordre ⋆
Pour une signature quelconque, le théorème de complétude, sous la forme « toute théorie cohérente a un modèle », et le théorème de compacité équivalent chacun, dans , au lemme de l'ultrafiltre, forme de l'axiome du choix strictement plus faible que lui. Pour une signature finie ou dénombrable, leurs démonstrations n'emploient aucune forme du choix : on énumère les énoncés au lieu de les choisir.
Un langage du premier ordre comporte des variables, des symboles de relation et de fonction, les connecteurs et les quantificateurs , qui portent sur les éléments et jamais sur les parties ni sur les propriétés.
Une démonstration à partir d'une théorie est une suite finie de formules dont chacune est un axiome logique, un axiome de , ou se déduit des précédentes par une règle d'inférence. Le théorème de complétude de Gödel (1929) affirme qu'une formule est démontrable dans si et seulement si elle est vraie dans tous les modèles de .