Постановка вопросов, рассмотренных в данной статье, инспирирована результатами работ , там же можно найти определение всех используемых понятий, терминов и обозначений. Компакт – компактное хаусдорфово пространство, не обязательно метризуемое. Все пространства предполагаются вполне регулярными. Через
обозначается топология пространства
.
Определение 1. Пусть и
- топологические пространства. Всякое отображение
называется топологическим оператором. Топологический оператор
- называется
-регулярным оператором, если отображение
инъективно и удовлетворяет условиям:
1) ,
,
2) для любых
.
Определение 2. Топологический оператор называется монотонным, если для любых открытых множеств
таких, что
выполняется
.
Введем на семействе всех
-регулярных топологических операторов частичный порядок
следующим образом:
, если для любого
выполняется
. Заметим, что для любого
-регулярного топологического оператора
существует монотонный
-регулярный топологический оператор
такой, что
. Построение
осуществляется следующим образом. Для всякого
положим
.gif)
Непосредственная проверка подтверждает достижение цели.
Определяющую роль в формировании и доказательствах основных результатах работы играет следующее утверждение.
Теорема 1. Если -
-регулярный оператор, то существует
-регулярный оператор
, удовлетворяющий условию 3)
для любых
таких, что
.
Доказательство. Итак на семействе всех
-регулярных топологических операторов введен частичный порядок
следующим образом:
, если для любого
выполняется
. Покажем, что в
каждая цепь имеет верхнюю грань. Пусть
- цепь и
для любого
. Ясно, что
является верхней гранью множества
. Пусть
- максимальный элемент множества
. Покажем, что
для любых
таких, что
. Допустим противное, т. е. что существуют открытые множества
такие, что
, но
. Положим
.gif)
По предположению . Для произвольного открытого множества
положим
.gif)
и

Оператор определим правилом:
.gif)
для любого . Покажем, что оператор
. Очевидно выполнение условия 1) определения 1. Пусть
и
. Если
, то
и, следовательно,
. Если

то, в силу монотонности оператора (если
, то
), элемент
содержится как в множестве
так и в множестве
. Таким образом,
. Пусть теперь
. Выполнение условия
следует из того, что
.gif)
.gif)
Таким образом, выполнено условие 2) определения 1. Итак, , а это противоречит максимальности оператора
. Теорема доказана.
Замечание. Аналогичным образом можно доказать существование -регулярного топологического оператора
, удовлетворяющего кроме условия 3) условию 4)
для любого
, такого, что
или, вместо условия 3), условию
для любых
таких, что
.
Существенную роль в изложении последующих результатов работы играет понятие неприводимого отображения . Непрерывное, сюръективное отображение
называется неприводимым, если для любого замкнутого подмножества
такого, что
выполняется
.
Определение 3 (Gleason A.M., Rainwater J.). Компакт называется проективным в классе компактов, если для любых компактов
и
, каждого непрерывного отображения
компакта
на
и любого непрерывного отображения
существует непрерывное отображение
такое, что
.
Известны следующие понятия и факты:
1. Компакт является проективным в классе в классе компактов в том и только в том случае, если он является ретрактом стоун-чеховское компактификации дискретного пространства .
2. Всякий компакт является непрерывным образом некоторого проективного в классе компактов пространства
при неприводимом отображении
.
3. Пара называется проективной резольвентой или абсолютом пространства
.
4. Компакт является экстремально несвязным пространством, а отображение
- неприводимым
.
5. Если некоторый компакт и отображение
обладает свойствами
и
, то найдется гомеоморфизм
, такой, что
.
Таким образом, и
определены однозначно (в понятном смысле), а
называется естественным отображением
на
. В дальнейшем, если это не будет приводить к двусмысленности, абсолют компакта
будем обозначать
, подразумевая, что его существованию сопутствует единственное естественное неприводимое отображение
.
Основным результатом работы является следующее утверждение.
Теорема 2. Пусть ,
- компакты. Для того, чтобы существовало непрерывное сюръективное отображение
необходимо и достаточно, чтобы существовал
-регулярный топологический оператор
.
Доказательство. Необходимость. Пусть - непрерывное сюръективное отображение. Искомый
-регулярный топологический оператор
определи следующим правилом. Для всякого открытого множества
положим
.gif)
(если - непрерывное отображение, то для
через
обозначается малый образ множество
). Непосредственная проверка показывает, что оператор
искомый.
Достаточность. Пусть -
-регулярный топологический оператор. Учитывая теорему 1 можно считать, что оператор
удовлетворяет условиям:
1. ,
.
2. для любых
.
3. для любых
таких, что
.
Для всякого открытого множества положим
.gif)
Пусть - подсемейство всевозможных открыто-замкнутых подмножеств пространства
, а
- сужение оператора
на семейство
. Оператор
определим следующим правилом. Для всякого
положим
. По построению оператор
является инъективным отображением и удовлетворяет условиям:
1. ,
.
2. Для любых таких, что
выполняется
.gif)
3. Для любых выполняется
.gif)
4. Для любых таких, что
выполняется
.
Построение искомого отображения осуществляется следующим образом.
Для каждой точки совокупность всех открыто-замкнутых подмножеств
таких, что
обозначим через
. Ясно, что для любого
семейство
центрировано (соответствующее свойство оператора
). Таким образом,
для любого
. Для каждой точки
множество
обозначим через
. Покажем, что
для любого
.
Допустим противное, т. е. что для некоторого существуют точки
такие, что
. Рассмотрим открыто-замкнутую окрестность
точки
в
, не содержащую
. В силу свойств оператора
точка
должна содержатся либо в
, либо в
, что и приводит к противоречию. Таким образом,
для любой точки
.
Отображение, ставящее в соответствие каждой точке одноточечное множество
, обозначим через
. Докажем непрерывность этого отображения.
Пусть – произвольное открыто-замкнутое подмножество компакта
и
- произвольная точка множества
, т. е.
. Так как семейство
замкнуто относительно конечных пересечений (третье свойство оператора
), то существует
, являющееся подмножеством
. По построению
образы всех точек множества
относительно отображения
принадлежат множеству
, а значит и множеству
. Таким образом, непрерывность отображения
доказана.
Сюръективность отображения следует из компактности
и инъективности оператора
.
Теорема доказана.
Следствие 1. Если - ретракт компакта
, то существует непрерывное сюръективное отображение
.
Доказательство. Пусть - ретракция. Искомый
-регулярный топологический оператор
определяется следующим правилом. Для любого
положим
. Непосредственная проверка показывает, что оператор
искомый. Следствие доказано.
Для каждого хаусдофова пространства через
обозначается множество всех непустых компактных подмножеств пространства
, наделенное топологией Вьеториса. Базу этой топологии образуют всевозможные множества вида
.gif)
для всех .
Следствие 2. Для любого компакта существует непрерывное сюръективное отображение
.
Доказательство. Пусть - естественное вложение компакта
в
. Искомый
-регулярный топологический оператор
определяется следующим правилом. Для любого
положим
. Непосредственная проверка показывает, что оператор
искомый. Следствие доказано.
Доказательство следующего утверждения основана на свойствах проективной резольвенты .
Следствие 3. Для любого компакта существует непрерывное сюръективное отображение
.
Через обозначается множество неотрицательных непрерывных функций на пространстве
, через
- функция на
, тождественно равная
на
.
Всякое отображение называется функциональным оператором.
Определение 4. Отображение называется
-регулярным функциональным оператором, если отображение
инъективно и выполняются следующие условия:
1) ,
2) для любых
.
Теорема 3. Пусть ,
- компакты. Если существует
-регулярный функциональный оператор
, то существовует непрерывное сюръективное отображение
.
Доказательство. Пусть -
-регулярный функциональный оператор. Определим топологический оператор
правилом

для каждого открытого множества . Непосредственная проверка показывает, что
является
-регулярным топологическим оператором. Для завершения доказательства остается сослаться на теорему 2. Теорема доказана.
Определение 5. Топологический оператор - называется регулярным оператором, если отображение
инъективно и удовлетворяет условиям:
1) ,
,
2) если , то
для любых
.
Теорема 4. Если - регулярный оператор, то существует регулярный оператор
, удовлетворяющий условию 3)
для любых
таких, что
.
Доказательство. Так же, как и при доказательстве теоремы 1считаем, что на семействе всех регулярных топологических операторов введен частичный порядок
следующим образом:
, если для любого
выполняется
. Покажем, что в
каждая цепь имеет верхнюю грань. Пусть
- цепь и
для любого
. Ясно, что
является верхней гранью множества
. Пусть
- максимальный элемент множества
. Покажем, что
для любых
таких, что
. Допустим противное, т. е. что существуют открытые множества
такие, что
, но
. Положим
.gif)
По предположению . Для произвольного открытого множества
такого, что
и
положим
и
для остальных любого
. Непосредственная проверка показывает, что, что оператор
, а это противоречит максимальности оператора
. Теорема доказано.
Далее - суперрасширение пространства
.
Система замкнутых подмножеств топологического пространства
называется сцепленной, если любые два элемента системы
пересекаются. Всякая сцепленная система замкнутых подмножеств содержится в некоторой максимальной сцепленной системе. Суперрасширением пространства
называется множество
максимальных сцепленных систем замкнутых подмножеств
, наделенное волмэновской топологией, т. е. замкнутую предбазу в
образуют множества вида
, где
замкнуто в
.
Теорема 5. Пусть ,
- компакты. Для того, чтобы существовало непрерывное отображение
такое, что
необходимо и достаточно, чтобы существовал регулярный топологический оператор
.
Доказательство. Необходимость. Пусть - непрерывное отображение такое, что
и
- естественный регулярный оператор продолжения открытых множеств пространства
, построенный в
. Искомый регулярный топологический оператор
определим следующим правилом. Для всякого открытого множества
положим

Непосредственная проверка показывает, что оператор искомый.
Достаточность. Пусть - регулярный топологический оператор. Рассмотрим регулярный оператор
, определенный правилом:
для любого
. В силу теоремы 4 можно считать, что оператор
удовлетворяет условию: 3)
.gif)
для любых таких, что
. Для каждой точки
совокупность всех открытых подмножеств
компакта
таких, что
, обозначим через
и положим
. Ясно, что семейство
является сцепленной системой и единственным образом дополняется до максимальной сцепленной системы
замкнутых подмножеств компакта
. Отображение
определим правилом
для любого
. Непосредственная проверка доказывает непрерывность отображения
и выполнение условия
. Теорема доказана.
Следствие 4. Если - компакты,
и
- каппа-метризуемый компакт
, то существует непрерывное отображение
такое, что
.
Доказательство. В силу результатов работ существует регулярный оператор продолжения открытых подмножеств
. Факт его существования и подтверждает, с учетом теоремы 5, справедливость данного следствия.
Библиографический список
- Широков Л.В. О AE(n)-бикомпактах // Известия Российской академии наук. Серия математическая. 1992. Т. 56. № 6. С. 1316-1327.
- Широков Л.В. Внешняя характеристика пространств Дугунджи и -метризуемых бикомпактов // Доклады Академии наук СССР. 1982. Т. 263. № 5. С.1073-1077.
- Широков Л.В. О -бикомпактах и -мягких отображениях // Сибирский математический журнал. 1992. Т. 33. № 2. С. 151-156.
- Широков Л.В. Накрытия и их свойства // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 9-1 (41). С. 5-11.
- Трухманов В.Б. Об одном подклассе класса абелевых групп без кручения ранга 2 // В сборнике: ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ. Материалы XXXIII Международного научного семинара преподавателей математики и информатики университетов и педагогических вузов, посвященного 100-летию ВятГГУ. Киров, 2014. С. 283-285.
- Трухманов В.Б. О подпрямых суммах бесконечных циклических абелевых групп // Альманах современной науки и образования. 2014. № 9 (87). С. 131-134.
- Трухманов В.Б. О некоторых свойствах подпрямой суммы бесконечных циклических абелевых групп // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 10-1 (42). С.15-19.
- Трухманов В.Б. О подгруппах прямой суммы бесконечных циклических абелевых групп // Исследования в области естественных наук. 2014. № 7 (31). С.45-50.
- Широков Л.В. Современные вопросы радиоэлектроники с позиций теории аналитических функций /Л. В. Широков, Н. П. Ямпурин, В. А. Потехин, В. Д. Садков. -Арзамас: АГПИ, 2008. 176 с.
- Shirokov L.V. On some forms of embeddings of topological spaces // Russian Mathematical Surveys 42 (2). 297-298.
- Engelking R. General Topology. – Warszawa: PWN, 1977. – 626 p.
- Пелчинский А. Линейные продолжения, линейные усреднения и их применения. – М.: Мир,1970. – 144 с.
- de Groot J. Superextension and supercompactness. //In: Proc. I Intern. Symp. On extension theory of topological structures and its applications. Berlin: VEB Deutsher Verlag Wiss. 1969. S. 89-90.
- Щепин Е.В. Топология предельных пространств несчетных обратных спектров // УМН. 1976. т. 31. вып. 5. С. 191-226.
- Широков Л.В. Класс пространств L и его свойства // Альманах современной науки и образования. 2014. № 8 (86). С. 181-183.
- Широков Л.В. О некоторых свойствах d-регулярных отображений // Альманах современной науки и образования. 2014. № 9 (87). С. 152-155.