В математике полиадическое пространство — это топологическое пространство , которое является образом непрерывной функции топологической степени александровской одноточечной компактификации дискретного пространства .
История
Полиадические пространства были впервые изучены С. Мрувкой в 1970 как обобщение диадических пространств . [1] Дальнейшее развитие теории получили Р. Х. Марти, Янош Герлитс и Мюррей Г. Белл, [2] последний из которых ввел концепцию более общего центрированного пространства. [1]
Фон
Подмножество K топологического пространства X называется компактным, если каждое открытое покрытие K содержит конечное подпокрытие. Говорят, что оно локально компактно в точке x ∈ X , если x лежит внутри некоторого компактного подмножества X . X является локально компактным пространством , если оно локально компактно в каждой точке пространства. [3]
Собственное подмножество A ⊂ X называется плотным, если замыкание Ā = X . Пространство, множество которого имеет счетное плотное подмножество, называется сепарабельным пространством .
Для некомпактного, локально компактного топологического пространства Хаусдорфа мы определяем одноточечную компактификацию Александрова как топологическое пространство с множеством , обозначенным , где , с топологией, определенной следующим образом: [2] [4]
- , для каждого компактного подмножества .
Определение
Пусть – дискретное топологическое пространство, и пусть – одноточечная компактификация Александрова пространства . Пространство Хаусдорфа является полиадическим, если для некоторого кардинального числа существует непрерывная сюръективная функция , где - пространство произведения, полученное умножением на себя раз. [5]
Примеры
Возьмем набор натуральных чисел с дискретной топологией. Его одноточечная компактификация по Александрову равна . Выберите и определите гомеоморфизм с отображением
Из определения следует, что пространство образов полиадично и компактно непосредственно из определения компактности, без использования Гейне-Бореля.
Всякое диадическое пространство (компакт, являющийся непрерывным образом канторова множества [6] ) является полиадическим пространством. [7]
Пусть X — сепарабельный компакт. Если X — метризуемое пространство , то оно полиадично (верно и обратное). [2]
Характеристики
Ячеистость пространства – это
Тесность пространства определяется следующим образом: пусть , и . Определите
тогда [8]
Топологический вес полиадического пространства удовлетворяет равенству . [9]
Пусть – полиадическое пространство, и пусть . Тогда существует полиадическое пространство такое, что и . [9]
Полиадические пространства — это наименьший класс топологических пространств, которые содержат метрические компакты и замкнуты относительно произведений и непрерывных образов. [10] Каждое полиадическое пространство веса является непрерывным образом . [10]
Топологическое пространство обладает свойством Суслина, если не существует несчетного семейства попарно непересекающихся непустых открытых подмножеств . [11] Предположим, что оно обладает свойством Суслина и является полиадическим. Тогда это диадично. [12]
Пусть – наименьшее количество дискретных множеств, необходимых для покрытия , и пусть обозначает наименьшую мощность непустого открытого множества в . Если – полиадическое пространство, то . [9]
Теорема Рамсея
Существует аналог теоремы Рамсея из комбинаторики для полиадических пространств. Для этого мы опишем связь между булевыми пространствами и полиадическими пространствами. Пусть обозначает открыто-замкнутую алгебру всех открыто-замкнутых подмножеств . Мы определяем булево пространство как компактное хаусдорфово пространство, базой которого является . Такой элемент называется порождающим набором для . Мы говорим, что это -непересекающаяся коллекция, если она представляет собой объединение не более чем подколлекций , где для каждой является непересекающейся совокупностью не более мощности. Петр Саймон доказал, что это булево пространство с порождающим набором, являющимся -непересекающимся , если и только если гомеоморфно замкнутому подпространству . [8] Свойство, подобное Рамсею, для полиадических пространств, сформулированное Мюрреем Беллом для булевых пространств, заключается в следующем: каждая несчетная открыто-замкнутая коллекция содержит несчетную подколлекцию, которая либо связана, либо не пересекается. [13]
Компактность
Мы определяем число компактности пространства , обозначаемое как наименьшее число такое, что оно имеет n-арную замкнутую подбазу . Мы можем построить полиадические пространства с произвольным числом компактности. Мы продемонстрируем это, используя две теоремы, доказанные Мюрреем Беллом в 1985 году. Пусть – совокупность множеств, и пусть – множество. Обозначим множество через ; все подмножества размера на ; и все подмножества размером не более . Если и для всех , то мы говорим, что n-связно. Если каждое n-связное подмножество имеет непустое пересечение, то мы говорим, что оно n-арно. Обратите внимание, что если n-арна, то и , и поэтому каждое пространство с имеет замкнутую n-арную подбазу с . Заметим, что совокупность замкнутых подмножеств компакта является замкнутой подбазой тогда и только тогда, когда для каждого замкнутого в открытом множестве существует конечное такое, что и . [14]
Позвольте быть бесконечным набором и пусть число такое, что . Мы определяем топологию произведения на следующим образом: for , let и let . Пусть будет коллекция . В качестве закрытой подбазы мы возьмем для нашей топологии на . Эта топология компактна и хаусдорфова. Для и таких, что , мы имеем, что это дискретное подпространство , и, следовательно, это объединение дискретных подпространств. [14]
Теорема (верхняя оценка ): Для каждого полного порядка существует -арная замкнутая подбаза в .
Доказательство : Для , определите и . Набор . Для , и такое, что , пусть такое, которое является -связанным подмножеством . Покажи то .
Для топологического пространства и подпространства мы говорим, что непрерывная функция является ретракцией, если является тождественным отображением на . Мы говорим, что это отказ от . Если существует такое открытое множество , что и является ретрактом , то мы говорим, что это ретракт окрестностей .
Теорема (нижняя оценка ) Пусть таково, что . Тогда его нельзя вложить как ретракт окрестностей в любое пространство с .
Из двух приведенных выше теорем можно вывести, что для такого , что мы имеем, что .
Пусть – одноточечная компактификация Александрова дискретного пространства , так что . Определим непрерывную сюръекцию через . Отсюда следует, что это полиадическое пространство. Следовательно, – полиадическое пространство с числом компактности . [14]
Обобщения
Центрированные пространства, AD-компакты [15] и ξ-адические пространства [16] являются обобщениями полиадических пространств.
Центрированное пространство
Пусть это совокупность множеств. Мы говорим, что центрировано, если для всех конечных подмножеств . [17] Определите булево пространство с топологией подпространства из . Мы говорим, что пространство является центрированным пространством, если существует набор, такой, что является непрерывным образом . [18]
Центрированные пространства были предложены Мюрреем Беллом в 2004 году.
AD-компактное пространство
Пусть – непустое множество, и рассмотрим семейство его подмножеств . Мы говорим, что это адекватная семья, если:
- учитывая , если каждое конечное подмножество находится в , то .
Мы можем рассматривать его как топологическое пространство, считая его подмножеством канторового куба , и в этом случае мы обозначаем его .
Пусть – компактное пространство. Если существуют множество и адекватное семейство , такое, что является непрерывным образом , то мы говорим, что это AD-компактное пространство.
AD-компакты были введены Гжегожем Плебанеком. Он доказал, что они замкнуты относительно произвольных произведений и компактификаций Александрова непересекающихся объединений . Отсюда следует, что всякое полиадическое пространство является AD-компактным пространством. Обратное неверно, поскольку существуют AD-компакты, которые не являются полиадическими. [15]
ξ-адическое пространство
Пусть и – кардиналы, и пусть – хаусдорфово пространство. Если существует непрерывная сюръекция из в , то пространство называется ξ-адическим. [16]
ξ-адические пространства были предложены С. Мровкой, а следующие результаты о них дал Янош Герлитс (они применимы и к полиадическим пространствам, поскольку являются частным случаем ξ-адических пространств). [19]
Пусть – бесконечный кардинал, и пусть – топологическое пространство. Мы говорим, что обладает свойством, если для любого семейства непустых открытых подмножеств , где , мы можем найти набор и точку такие, что и для каждой окрестности , мы имеем это .
Если является ξ-адическим пространством, то обладает свойством для каждого бесконечного кардинала . Из этого результата следует, что никакое бесконечное ξ-адическое хаусдорфово пространство не может быть экстремально несвязным пространством . [19]
Гиадическое пространство
Гиадические пространства были введены Эриком ван Даувеном . [20] Они определяются следующим образом.
Пусть – хаусдорфово пространство. Обозначим через гиперпространство . Мы определяем подпространство через . Базой является семейство всех множеств вида , где – любое целое число, и открытых в . Если компактно, то мы говорим, что Хаусдорфово пространство гиадично, если существует непрерывная сюръекция из в . [21]
Полиадические пространства гиадичны. [22]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Аб Харт, Клаас Питер; Нагата, Джун-ити ; Воган, Джерри Э. (2003). «Диадическая компакта». Энциклопедия общей топологии . Эльзевир Наука . п. 193. ИСБН 978-0444503558.
- ^ abc Аль-Махруки, Шарифа (2013). Компактные топологические пространства, вдохновленные комбинаторными конструкциями (Диссертация). Университет Восточной Англии . стр. 8–13.
- ^ Мёллер, Йеспер М. (2014). «Топологические пространства и непрерывные отображения». Общая топология . п. 58. ИСБН 9781502795878.
- ^ Ткачук, Владимир В. (2011). «Основные понятия топологии и функциональных пространств». Сборник задач по Cp-теории: топологические и функциональные пространства . Springer Science+Business Media . п. 35. ISBN 9781441974426.
- ^ Туржанский, Мариан (1996). Канторовы кубы: условия цепочки . Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego . п. 19. ISBN 978-8322607312.
- ^ Нагата, Джун-Ити (15 ноября 1985). «Темы, связанные с сопоставлениями». Современная общая топология . п. 298. ИСБН 978-0444876553.
- ^ Дикранжан, Дикран; Сальсе, Луиджи (1998). Абелевы группы, теория модулей и топология . ЦРК Пресс . п. 339. ИСБН 9780824719371.
- ^ Аб Белл, Мюррей (2005). «Тесность в полиадических пространствах» (PDF) . Труды по топологии . 25 . Обернский университет : 2–74.
- ^ abc Спадаро, Санти (22 мая 2009 г.). «Заметка о дискретных множествах». Комментарии Mathematicae Universitatis Carolinae . 50 (3): 463–475. arXiv : 0905.3588 .
- ^ Аб Кошмидер, Петр (2012). «Универсальные объекты и связи между классами банаховых пространств и классами компактных пространств». arXiv : 1209.4294 [math.FA].
- ^ «Комплексный экзамен по топологии» (PDF) . Университет Огайо . 2005. Архивировано из оригинала (PDF) 14 февраля 2015 г. Проверено 14 февраля 2015 г.
- ^ Туржанский, Мариан (1989). «Об обобщениях диадических пространств». Acta Universitatis Carolinae. Математика и физика . 30 (2): 154. ISSN 0001-7140.
- ^ Белл, Мюррей (11 января 1996 г.). «Теорема Рамсея для полиадических пространств». Университет Теннесси в Мартине . Проверено 14 февраля 2015 г.
- ^ abc Белл, Мюррей (1985). «Полиадические пространства произвольных чисел компактности». Комментарии Mathematicae Universitatis Carolinae . 26 (2). Карлов университет в Праге : 353–361 . Проверено 27 февраля 2015 г.
- ^ аб Плебанек, Гжегож (25 августа 1995 г.). «Компактные пространства, возникающие из адекватных семейств множеств». Топология и ее приложения . 65 (3). Эльзевир: 257–270. дои : 10.1016/0166-8641(95)00006-3 .
- ^ Аб Белл, Мюррей (1998). «О характере и условиях цепи в изображениях продуктов» (PDF) . Фундамента Математика . 158 (1). Польская академия наук : 41–49.
- ^ Белл, Мюррей Г. (1985). «Обобщенные диадические пространства». Фундамента Математика . 125 (1): 47–58. дои : 10.4064/fm-125-1-47-58. МР 0813988.
- ^ Белл, Мюррей (2004). «Функциональные пространства на τ-корсоновских компактах и теснота полиадических пространств». Чехословацкий математический журнал . 54 (4): 899–914. doi : 10.1007/s10587-004-6439-z. S2CID 123078792.
- ^ аб Герлитс, Янош (1971). Новак, Йозеф (ред.). «О м-адических пространствах». Общая топология и ее связь с современным анализом и алгеброй, Труды третьего Пражского топологического симпозиума . Прага : Издательство «Академия» Чехословацкой академии наук: 147–148.
- ^ Белл, Мюррей (1988). «Gk подпространства гиадических пространств» (PDF) . Труды Американского математического общества . 104 (2). Американское математическое общество : 635–640. дои : 10.2307/2047025. JSTOR 2047025. S2CID 201914041.
- ^ ван Даувен, Эрик К. (1990). «Отображения гиперпространств и сходящиеся последовательности». Топология и ее приложения . 34 (1). Эльзевир: 35–45. дои : 10.1016/0166-8641(90)90087-i .
- ^ Банах, Тарас (2003). «О кардинальных инвариантах и метризуемости топологических обратных полугрупп Клиффорда». Топология и ее приложения . 128 (1). Elsevier: 38. doi : 10.1016/S0166-8641(02)00083-4 .