Результаты, приведенные в данной статье, возникли под влиянием вопросов теории топологических операторов, изученных в работах , 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 (
- натуральное число, отличное от нуля), если отображение
инъективно и удовлетворяет условиям:
1) ,
2) если , то
для любых
,
3) для любого покрытия ,
пространства
открытыми множествами,
является покрытием пространства
.
Лемма 1. Если - нормальное пространство,
-
-регулярный оператор и
, то
является
-регулярным оператором для любого
.
Доказательство. Воспользуемся методом математической индукции. Начало индукции суть условие леммы. Допустим, что то является
-регулярным оператором и докажем его
-регулярность. Предположим противное. Тогда существует покрытие
пространства
открытыми множествами такое, что
не является покрытием пространства
. Положим
. Рассмотрим два семейства
и
открытых подмножеств пространства
. В силу предположения противного ни одно из них не является покрытием пространства
. Следовательно, подмножества
и
замкнутые непересекающиеся непустые подмножества пространства
. Так как
- нормальное пространство, то существуют открытые в
множества
и
такие, что
и
, причем
. В силу предположения индукции семейства открытых множеств
и
пространства
являются покрытиями
. Тогда
и
, а это противоречит тому, что
. Лемма доказана.
Определение 2. Пусть и
- сюръективное отображение. Топологический оператор
называется оператором продолжения топологии пространства
относительно отображения
, если выполняется условие
для любого
.
Лемма 2. Если существует -регулярное вложение компакта
в тихоновский куб
, то и всякое вложение
в произвольный компакт является
-регулярным.
Доказательство леммы не сложно и основано на классических свойствах тихоновских кубов.
Из лемм 1 и 2 и результатов работы вытекает
Теорема 1. Для компакта следующие условия эквивалентны:
1) является абсолютным ретрактом (в классе компактов);
2) всякое вложение в тихоновский куб
является 3-регулярным.
Доказательство. Доказательство импликации тривиально и основано на леммах 1 и 2 и результатах работы
.
Докажем импликацию . Пусть
- произвольный компакт,
и
- 3-регулярный оператор продолжения топологии пространства
. Двойственный оператор продолжения замкнутых подмножеств пространства
обозначим через
. Для любого замкнутого подмножества
пространства
выполняется
. Для каждой точки
через
обозначим семейство всех замкнутых подмножеств
пространства
таких, что
. Ясно, что для любого
семейство
является центрированным и, следовательно, для любого
множество
не пусто. Покажем, что для любого
выполняется
. Допустим противное, т. е. существует
и
такие, что
. Выберем непересекающиеся открытые множества
соответственно содержащие
и
. Тогда точка
содержится или в
, или в
. Последнее противоречит правилу построения множеств
. Отображение
определим правилом
для любого
.
Докажем непрерывность отображения . Пусть
– произвольное открытое подмножество бикомпакта
и
– произвольная точка множества
. Выберем окрестность
точки
в
такую, что
. Положим
. Ясно, что
. Покажем, что для любого
выполняется
. Достаточно показать, что
. Допустим, что
. Выберем открытое подмножество
такое, что
и
. Выполнение условия
и приводит к противоречию.
Таким образом, - искомая ретракция. Теорема доказана.
Пространство называется совершенно каппа-нормальным, если всякое каноническое замкнутое в
множество является множеством нулей некоторой непрерывной на
вещественной функции
. Ясно, что если
является компактным, то это равносильно тому, чтобы каждое каноническое замкнутое подмножество
имело тип
в
.
Лемма 3. Пусть - совершенно каппа-нормальный компакт,
- всюду плотное в
подпространство и точка
такая, что для любого замкнутого подмножества
типа
в
, содержащего эту точку, пересечение множества
с
не пусто. Тогда
, где
- стандартное отображение стоун-чеховской компактификации
пространства
на
.
Доказательство. Допустим, что . Обозначим через
семейство всех замкнутых типа
подмножеств пространства
, содержащих точку
. Ясно, что
для любого элемента
. Так как отображение
замкнуто, то
для любого
. Заметим, что для любого счетного подсемейства
выполнено
, т. е. семейство
является центрированным. Так как
- компакт, то множество
не пусто. Выберем в
точки
и
такие, что
и
. Рассмотрим непересекающиеся окрестности
и
этих точек в
. Так как отображение
неприводимо, то множества
и
являются каноническими замкнутыми подмножествами
, причем
. Так как
для любого элемента
, то
для любого
. Отсюда следует, что замкнутое типа
в
множество
не может принадлежать семейству
. Это означает, что точка
содержится в
. Так как точка
принадлежит множеству
, то
- противоречие. Лемма доказана.
Предложение 1. Для того, чтобы множество было всюду плотным псевдокомпактным подмножеством совершенно каппа-нормального компакта
необходимо и достаточно, чтобы любое замкнутое подмножество
типа
в
имело непустое пересечение с
.
Доказательство. Необходимость. Пусть - всюду плотное псевдокомпактное подпространствосовершенно каппа-нормального компакта
и
- замкнутое типа
подмножество
. Так как для каждого центрированного счетного семейства
открытых в
множеств имеет место
, то
.
Достаточность. Пусть - произвольная счетная центрированная система открытых подмножеств пространства
. Тогда семейство
является центрированным в
, т. е. множество
не пусто. Так как компакт
совершенно каппа-нормален, то множество
имеет тип
в
и, следовательно,
. Пусть
. Ясно, что
, т. е. пространство
является псевдокомпактным. Предложение доказано.
Теорема 2. Стоун-чеховская компактификация всюду плотного и псевдокомпактного подмножества
совершенно каппа-нормального компакта
совпадает с
.
Доказательство. Пусть - стандартное отображение
на
. Из предложения 1 следует, что любое замкнутое подмножество
типа
в
имеет не пустое пересечение с множеством
. В силу леммы 3 выполняется
для любой точки
, т. е.
- гомеоморфизм. Теорема доказана.
Так как всякий каппа-метризуемый компакт совершенно
-нормален, то из теоремы 2 вытекает
Следствие 1. Стоун-чеховская компактификация всюду плотного и псевдокомпактного подмножества
каппа-метризуемого компакта
совпадает с
.
Лемма 4. Если - 1-регулярное вложение псевдокомпактного пространства
в тихоновский куб
, то
является стоун-чеховским расширением пространства
.
Доказательство. Так как является совершенно каппа-нормальным компактом, то справедливость данного утверждения обосновывается теоремой 2. Лемма доказана.
Теорема 3. Для псевдокомпактного пространства следующие условия эквивалентны:
1) является каппа-метризуемым пространством;
2) существует 1-регулярное вложение в тихоновский куб
.
Доказательство. Докажем импликацию . Так как пространство
каппа-метризуемо и псевдокомпактно, то стоун-чеховское расширение
является каппа-метризуемым компактом
. Для завершения доказательства данной импликации остается воспользоваться результатами работ
.
Докажем импликацию . Пусть
- 1-регулярное вложение псевдокомпактного пространства
в тихоновский куб
. В силу лемма 4
является стоун-чеховским расширением пространства
. Кроме того,
1-регулярно вложено в тихоновский куб
и, следовательно, является каппа-метризуемым пространством
. Для завершения данной импликации остается воспользоваться теоремой 2 . Теорема доказана.
Следствие 2 . Каждое псевдокомпактное каппа-метризуемое пространство удовлетворяет условию Суслина.
Пример. Полученные результаты позволяют построить пример псевдокомпактного каппа-метризуемого пространства , для которого существует вложение в тихоновский куб, не являющееся 1-регулярным. Для построения этого вложения достаточно взять такое псевдокомпатное каппа-метризуемое пространство, у которого существует компактное расширение
, не являющееся стоун-чеховским, и рассмотреть произвольное вложение его в некоторой тихоновский куб
. Сужение этого вложения на пространство
является искомым.
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.
- 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.
- Широков Л.В. О продолжении непрерывных отображений и аппроксимативной связности // Проблемы современной науки. 2013. № 9. С. 3-9.
- Чигогидзе А.Ч. О -метризуемых пространствах // Успехи математических наук. 1982. Т. 37. Вып. 2 (224). С. 241–242.