Paracompact uzay - Paracompact space - Wikipedia

İçinde matematik, bir parakompakt uzay bir topolojik uzay içinde her açık kapak açık inceltme yani yerel olarak sonlu. Bu alanlar tarafından tanıtıldı Dieudonné (1944). Her kompakt alan parakompakt. Her parakompakt Hausdorff alanı dır-dir normal ve Hausdorff alanı, ancak ve ancak kabul ettiği takdirde parakompakttır. birlik bölümleri herhangi bir açık kapağa tabidir. Bazen parakompakt uzaylar her zaman Hausdorff olacak şekilde tanımlanır.

Her kapalı alt uzay bir parakompakt uzayın parakompakt olduğu. Hausdorff uzaylarının kompakt alt kümeleri her zaman kapalı olsa da, bu parakompakt alt kümeler için doğru değildir. Her alt uzayının bir parakompakt uzay olduğu bir uzaya kalıtsal olarak parakompakt. Bu, her birinin açık altuzay parakompakt olabilir.

Tychonoff teoremi (hangi ürün Kompakt topolojik uzayların herhangi bir koleksiyonu kompakttır), parakompakt uzayların ürününün parakompakt olması gerekmediği için parakompakt alanlara genellemez. Bununla birlikte, bir parakompakt uzayın ve kompakt bir uzayın çarpımı her zaman parakompakttır.

Her metrik uzay parakompakt. Bir topolojik uzay ölçülebilir ancak ve ancak bu bir parakompakt ise ve yerel olarak ölçülebilir Hausdorff alanı.

Tanım

Bir örtmek bir Ayarlamak bir koleksiyon alt kümeler nın-nin kimin Birlik içerir . Sembollerde, eğer dizine alınmış bir alt kümeler ailesidir , sonra kapağı Eğer

Bir topolojik uzayın örtüsü dır-dir açık eğer tüm üyeleri açık setler. Bir inceltme bir alanın kapağının yeni kapaktaki her setin bir alt küme eski kapakta bazı setler. Sembollerde kapak kapağın iyileştirilmesidir ancak ve ancak, herhangi içinde , biraz var içinde öyle ki .

Bir alanın açık bir kapağı dır-dir yerel olarak sonlu mekanın her noktasında bir Semt sadece kesişen sonlu olarak kapaktaki birçok set. Sembollerde, yerel olarak sonludur, ancak ve ancak içinde biraz mahalle var nın-nin öyle ki set

sonludur. Bir topolojik uzay şimdi olduğu söyleniyor parakompakt her açık kapağın yerel olarak sonlu bir açık ayrıntısı varsa.

Örnekler

Parakompakt olmayan bazı boşluk örnekleri şunları içerir:

Özellikleri

Paracompactness zayıf bir şekilde kalıtsaldır, yani bir parakompakt uzayın her kapalı alt uzayı parakompakttır. Bu uzatılabilir F-sigma alt uzaylar da.

  • Bir normal alan her açık kapak yerel olarak sonlu bir iyileştirmeyi kabul ediyorsa, parakompakttır. (Burada, ayrıntılandırmanın açık olması gerekmez.) Özellikle, her düzenli Lindelöf uzayı parakompakt.
  • (Smirnov metrizasyon teoremi) Bir topolojik uzay ancak ve ancak parakompakt, Hausdorff ve yerel olarak ölçülebilir ise ölçülebilirdir.
  • Michael seçim teoremi yarı sürekli çoklu fonksiyonları düşürdüğünü belirtir. X Banach alanlarının boş olmayan kapalı dışbükey alt kümelerine sürekli seçimi kabul eder X parakompakt.

Parakompakt uzayların bir ürününün parakompakt olması gerekmese de, aşağıdakiler doğrudur:

Bu sonuçların her ikisi de, tüp lemma ispatında kullanılan sonlu çok kompakt alanlar kompakttır.

Paracompact Hausdorff uzayları

Paracompact alanların bazen Hausdorff özelliklerini genişletmek için.

  • (Teoremi Jean Dieudonné) Her paracompact Hausdorff alanı normal.
  • Her parakompakt Hausdorff alanı bir küçülen alan yani, bir parakompakt Hausdorff boşluğunun her açık kapağında bir küçülme vardır: yeni kapaktaki her setin kapanması eski kapaktaki karşılık gelen setin içinde olacak şekilde aynı set tarafından indekslenen başka bir açık kapak.
  • Parakompakt Hausdorff uzaylarında, demet kohomolojisi ve Čech kohomolojisi eşittir.[6]

Birliğin bölümleri

Parakompaktın en önemli özelliği Hausdorff uzayları onlar mı normal ve itiraf et birlik bölümleri herhangi bir açık kapağa tabidir. Bu şu anlama gelir: eğer X belirli bir açık kapağa sahip parakompakt bir Hausdorff alanı ise, sürekli fonksiyonlar açık X değerleri ile birim aralığı [0, 1] öyle ki:

  • her işlev için fX → R koleksiyondan açık bir set var U kapaktan öyle ki destek nın-nin f içinde bulunur U;
  • her nokta için x içinde Xbir mahalle var V nın-nin x öyle ki koleksiyondaki sonlu sayıdaki fonksiyonların hepsi aynı 0 V ve sıfırdan farklı işlevlerin toplamı aynıdır 1 V.

Aslında, bir T1 boşluk Hausdorff'dur ve parakompakttır ancak ve ancak herhangi bir açık kapağa bağlı birim bölümlerini kabul ederse (bkz. altında ). Bu özellik bazen parakompakt uzayları tanımlamak için kullanılır (en azından Hausdorff durumunda).

Birlik bölümleri kullanışlıdır çünkü genellikle bir kişinin yerel yapıları tüm alana genişletmesine izin verirler. Örneğin, integrali diferansiyel formlar paracompact üzerinde manifoldlar ilk olarak yerel olarak tanımlanır (manifoldun benzediği Öklid uzayı ve integral iyi bilinir) ve bu tanım daha sonra birliğin bölünmesiyle tüm uzaya genişletilir.

Parakompakt Hausdorff uzaylarının birlik bölümlerini kabul ettiğinin kanıtı

Hausdorff alanı parakompakt, ancak ve ancak her açık kapak birliğin ikincil bir bölümünü kabul ederse. Eğer yön basittir. Şimdi için Yalnızca Bunu birkaç aşamada yapıyoruz.

Lemma 1: Eğer yerel olarak sonlu açık bir kapak, ardından açık kümeler var her biri için öyle ki her biri ve yerel olarak sonlu bir iyileştirmedir.
Lemma 2: Eğer yerel olarak sonlu açık bir kapaksa, sürekli işlevler vardır öyle ki ve bunun gibi her zaman sıfır olmayan ve sonlu olan sürekli bir fonksiyondur.
Teorem: Parakompakt bir Hausdorff uzayında , Eğer açık bir kapak ise, ona bağlı bir birlik bölümü vardır.
Kanıt (Lemma 1):
İzin Vermek yalnızca sonlu sayıda seti karşılayan açık kümelerin koleksiyonu olun ve kapanışı bir sette bulunan . Paracompact Hausdorff uzayları düzenli olduğundan, bunun açık bir iyileştirme sağlayıp sağlamadığı bir alıştırma olarak kontrol edilebilir. yerel olarak sonludur. Şimdi değiştir yerel olarak sonlu bir açık ayrıntılandırma ile. Bu arıtmadaki her bir setin orijinal kapağı karakterize edenle aynı özelliğe sahip olup olmadığı kolayca kontrol edilebilir.
Şimdi tanımlıyoruz . Mülkiyet garanti eder ki her bazılarında bulunur . Bu nedenle açık bir iyileştirmedir . Sahip olduğumuzdan beri , bu kapak hemen yerel olarak sonludur.
Şimdi her birini göstermek istiyoruz . Her biri için bunu kanıtlayacağız . Biz seçtiğimizden beri yerel olarak sonlu olmak, bir mahalle var nın-nin öyle ki sadece sonlu sayıda küme ile boş olmayan kesişme var ve not ediyoruz tanımında olanlar . Bu nedenle ayrıştırabiliriz iki kısımda: kim kesişir , ve gerisi kim yapmaz, bu da kapalı sette oldukları anlamına gelir . Şimdi sahibiz . Dan beri ve , sahibiz her biri için . Dan beri bir mahallenin tamamlayıcısıdır , da değil . Bu nedenle biz var .

 

 

 

 

(Lem 1)

Kanıt (Lemma 2):
Lemma 1 uygulanıyor, izin ver sürekli haritalar olmak ve (Urysohn'un normal uzaylarda ayrık kapalı kümeler için lemması ile, bir parakompakt Hausdorff uzayıdır). Bir fonksiyonun desteğiyle, burada sıfıra eşlenmeyen noktaları kastediyoruz (ve bu kümenin kapanışını değil). Bunu göstermek için her zaman sonludur ve sıfır değildir. ve izin ver mahalle sadece sonlu sayıda setle tanışmak ; Böylece sadece sonlu sayıda kümeye aittir ; Böylece hepsi için ama sonlu sayıda ; Dahası bazı , Böylece ; yani sonlu ve . Sürekliliği sağlamak için alın eskisi gibi ve izin ver , sonlu olan; sonra sürekli bir işlev olan; bu nedenle altındaki ön görüntü bir mahallenin mahalle olacak .

 

 

 

 

(Lem 2)

İspat (Teorem):
Al ayrıntılandırma kapağının yerel olarak sonlu bir alt kapağı: . Lemma 2'yi uygulayarak sürekli fonksiyonlar elde ederiz ile (dolayısıyla desteğin olağan kapalı versiyonu bazılarında bulunur , her biri için ; toplamları bir sürekli her zaman sıfır olmayan sonlu fonksiyon (dolayısıyla sürekli pozitiftir, sonlu değerlidir). Yani her birini değiştirmek tarafından , şimdi - her şey aynı kaldı - toplamları her yerde . Sonunda , izin vermek mahalle olmak sadece sonlu sayıda setle tanışmak , sahibiz hepsi için ama sonlu sayıda Her biri . Böylece, orijinal açık kapağa bağlı bir birlik bölümümüz var.

 

 

 

 

(Thm)

Kompaktlık ile ilişki

Tanımları arasında benzerlik var kompaktlık ve parakompaktlık: Parakompaktlık için, "alt kapak", "açık arıtma" ile değiştirilir ve "sonlu", "yerel olarak sonlu" ile değiştirilir. Bu değişikliklerin her ikisi de önemlidir: parakompakt tanımını alır ve "açık iyileştirmeyi" tekrar "alt kapsama" veya "yerel olarak sonlu" yu tekrar "sonlu" olarak değiştirirsek, her iki durumda da kompakt uzaylarla sonuçlanırız.

Parokompaktlığın kompaktlık kavramıyla çok az ilgisi vardır, daha çok topolojik uzay varlıklarını yönetilebilir parçalara bölmekle ilgilidir.

Özelliklerin kompaktlık ile karşılaştırılması

Paracompactness, aşağıdaki açılardan kompaktlığa benzer:

  • Bir parakompakt uzayın her kapalı alt kümesi parakompakttır.
  • Her parakompakt Hausdorff alanı dır-dir normal.

Bu açılardan farklı:

  • Hausdorff uzayının parakompakt bir alt kümesinin kapatılmasına gerek yoktur. Aslında, metrik uzaylar için tüm alt kümeler parakompakttır.
  • Parakompakt boşlukların bir ürününün parakompakt olması gerekmez. gerçek çizginin karesi R alt limit topolojisinde bunun klasik bir örneğidir.

Varyasyonlar

Parakompaktlık kavramının birkaç çeşidi vardır. Bunları tanımlamak için önce yukarıdaki terimler listesini genişletmemiz gerekir:

Bir topolojik uzay:

  • meta-kompakt her açık kapağın nokta yönünden sonlu bir incelmesi varsa.
  • orto kompakt her açık kapağın, bu arıtmadaki herhangi bir noktadaki tüm açık kümelerin kesişiminin açık olacağı şekilde açık bir incelemesi varsa.
  • tamamen normal her açık kapağın bir açık olması yıldız ayrıntısı, ve tamamen T4 tamamen normalse ve T1 (görmek ayırma aksiyomları ).

Zarf "sayılabilir şekilde"," paracompact "," metacompact "ve" tamamen normal "sıfatlarından herhangi birine eklenebilir ve bu şartın yalnızca sayılabilir kapakları açın.

Her paracompact uzay metacompact'tır ve her metacompact uzay ortocompact'tır.

Varyasyonlar için ilgili terimlerin tanımı

  • Bir kapak ve bir nokta verildiğinde, star Kapaktaki noktanın, noktayı içeren kapaktaki tüm setlerin birleşimidir. Sembollerde, yıldızı x içinde U = {Uα : α inç Bir} dır-dir
Yıldızın notasyonu literatürde standartlaştırılmamıştır ve bu sadece bir olasılıktır.
  • Bir yıldız ayrıntısı bir alanın kapağının X boşlukta herhangi bir nokta verildiğinde, yeni kapaktaki noktanın yıldızı eski kapaktaki bir takımın bir alt kümesi olacak şekilde aynı alanın yeni bir kapağıdır. Sembollerde, V bir yıldız ayrıntısıdır U = {Uα : α inç Bir} ancak ve ancak eğer varsa x içinde Xvar bir Uα içinde U, öyle ki V*(x) içinde bulunur Uα.
  • Bir alanın örtüsü X dır-dir noktasal sonlu uzayın her noktası kapaktaki sonlu sayıda kümeye aitse. Sembollerde, U noktasal olarak sonludur, ancak ve ancak x içinde X, set sonludur.

Adından da anlaşılacağı gibi, tamamen normal bir alan normal. Her tamamen T4 uzay parakompakttır. Gerçekte, Hausdorff uzayları için parakompaktlık ve tam normallik eşdeğerdir. Böylece, tam bir T4 uzay, parakompakt Hausdorff uzayı ile aynı şeydir.

Hausdorff özelliği olmadan, parakompakt uzayların tamamen normal olması gerekmez. Normal olmayan herhangi bir kompakt alan bir örnek sağlar.

Tarihsel bir not olarak: tamamen normal uzaylar, parakompakt uzaylardan önce tanımlanmıştır.Tüm ölçülebilir uzayların tamamen normal olduğunun kanıtı kolaydır. A.H. Stone tarafından Hausdorff uzayları için tamamen normal ve parakompaktın eşdeğer olduğu kanıtlandığında, tüm ölçülebilir uzayların parakompakt olduğunu örtük olarak kanıtladı. Sonra M.E. Rudin ikinci gerçeğin doğrudan bir kanıtını verdi.

Ayrıca bakınız

Notlar

  1. ^ Michael Ernest (1953). "Parakompakt alanlarla ilgili bir not" (PDF). American Mathematical Society'nin Bildirileri. 4 (5): 831–838. doi:10.1090 / S0002-9939-1953-0056905-8. ISSN  0002-9939.
  2. ^ Kuluçka, Allen, Vektör demetleri ve K-teorisi, ön sürüm mevcut yazarın ana sayfası
  3. ^ Stone, A.H. Parakompaktlık ve ürün alanları. Boğa. Amer. Matematik. Soc. 54 (1948), 977–982
  4. ^ Rudin, Mary Ellen. Metrik uzayların parakompakt olduğuna dair yeni bir kanıt. Amerikan Matematik Derneği Bildirileri, Cilt. 20, No. 2. (Şubat 1969), s. 603.
  5. ^ C. Good, I. J. Tree ve W. S. Watson. Stone Teoremi ve Seçim Aksiyomu Üzerine. Amerikan Matematik Derneği Bildirileri, Cilt. 126, No. 4. (Nisan 1998), s. 1211–1218.
  6. ^ Brylinski, Jean-Luc (2007), Döngü Uzayları, Karakteristik Sınıflar ve Geometrik Niceleme, Matematikte İlerleme, 107, Springer, s. 32, ISBN  9780817647308.

Referanslar

Dış bağlantılar