พื้นที่สม่ำเสมอ
ในสาขาคณิตศาสตร์โทโพโลยี ปริภูมิเอกรูป (Uniform space)คือเซต ที่มี โครงสร้างเพิ่มเติมซึ่งใช้ในการกำหนดคุณสมบัติเอกรูปเช่นความสมบูรณ์ความต่อเนื่องเอกรูปและการลู่เข้าเอกรูป ปริภูมิเอกรูปเป็นการขยายแนวคิดของปริภูมิเมตริกและกลุ่มโทโพโลยีแต่แนวคิดนี้ถูกออกแบบมาเพื่อกำหนดสัจพจน์ที่อ่อนที่สุดที่จำเป็นสำหรับการพิสูจน์ส่วนใหญ่ในคณิตศาสตร์วิเคราะห์
นอกจากคุณสมบัติทั่วไปของโครงสร้างเชิงทอพอโลยีแล้ว ในปริภูมิเอกรูป เรายังสามารถกำหนดแนวคิดเรื่องความใกล้ชิดสัมพัทธ์และความใกล้ชิดของจุดต่างๆ ได้อีกด้วย กล่าวคือ แนวคิดเช่น " xอยู่ใกล้aมากกว่าyอยู่ใกล้b " นั้นมีความหมายในปริภูมิเอกรูป ในทางตรงกันข้าม ในปริภูมิเชิงทอพอโลยีทั่วไป เมื่อกำหนดเซตA และ B แล้ว การกล่าวว่าจุดxอยู่ใกล้A มากๆ (เช่น อยู่ในส่วนปิดของA ) หรืออาจกล่าวได้ว่าAเป็นบริเวณใกล้เคียงที่เล็กกว่าของx เมื่อเทียบ กับB นั้นมีความหมาย แต่แนวคิดเรื่องความใกล้ชิดของจุดและความใกล้ชิดสัมพัทธ์นั้นไม่สามารถอธิบายได้ดีด้วยโครงสร้างเชิงทอพอโลยีเพียงอย่างเดียว
คำนิยาม
มีคำจำกัดความที่เทียบเท่ากันสามแบบสำหรับพื้นที่สม่ำเสมอ ซึ่งทั้งหมดประกอบด้วยพื้นที่ที่มีโครงสร้างสม่ำเสมอ
คำจำกัดความของ Entourage
คำจำกัดความนี้ปรับการนำเสนอพื้นที่เชิงทอพอโลยีในแง่ของระบบเพื่อนบ้านชุดข้อมูลที่ไม่ว่างเปล่าของเซตย่อยของเป็นโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน (หรือความสม่ำเสมอ ) หากเป็นไปตามสัจพจน์ต่อไปนี้:
- ถ้าแล้วที่ไหนเส้นทแยงมุมบน
- ถ้าและแล้ว
- ถ้าและแล้ว
- ถ้าแล้วก็มีบางอย่างโดยที่, ที่ไหนหมายถึงองค์ประกอบของกับตัวมันเองส่วนประกอบของสองเซตย่อยและของถูกกำหนดโดย
- ถ้าแล้วที่ไหนคือสิ่งที่ตรงกันข้ามกับ
ความไม่ว่างเปล่าของเมื่อนำมารวมกับ (2) และ (3) ระบุว่าเป็นตัวกรองบนหากละเว้นคุณสมบัติสุดท้าย เราจะเรียกช่องว่างนั้นว่ากึ่งสม่ำเสมอองค์ประกอบหนึ่งของเรียกว่าบริเวณใกล้เคียงหรือคำ ว่า entourageมาจากฝรั่งเศสซึ่งแปลว่าสภาพแวดล้อม
โดยปกติแล้วคนหนึ่งจะเขียนว่าที่ไหนคือหน้าตัดแนวตั้งของและคือการฉายภาพแบบแคนอนิกไปยังพิกัดที่สอง บนกราฟ กลุ่มวัตถุโดยทั่วไปจะถูกวาดเป็นก้อนล้อมรอบ ""แนวทแยง; ที่แตกต่างกันทั้งหมด"'s ก่อตัวเป็นหน้าตัดแนวตั้ง ถ้าแล้วก็มีคนพูดว่าและเป็น-ปิด ในทำนองเดียวกัน หากจุดทุกคู่ในเซตย่อยของเป็น-ปิด (นั่นคือ ถ้าบรรจุอยู่ใน),เรียกว่า-เล็ก . คณะติดตามเป็นสมมาตรถ้าเมื่อไหร่กันแน่หรือในทำนองเดียวกัน ถ้าสัจพจน์ข้อแรกกล่าวว่าแต่ละจุดคือ-อยู่ใกล้กันสำหรับผู้ติดตามแต่ละคนสัจพจน์ข้อที่สามรับประกันว่าการเป็น "ทั้งสองอย่าง"-ปิดและ"-ใกล้ชิด" ยังเป็นความสัมพันธ์ใกล้ชิดในความสม่ำเสมออีกด้วย สัจพจน์ข้อที่สี่ระบุว่าสำหรับแต่ละกลุ่มมีคณะติดตามนั่นคือ "ไม่เกินครึ่งหนึ่งของขนาด" สุดท้ายแล้ว สัจพจน์ข้อสุดท้ายระบุว่า คุณสมบัติ "ความใกล้ชิด" เมื่อเทียบกับโครงสร้างที่เป็นเอกรูปนั้นมีความสมมาตรในและ
เอฐานของขบวนผู้ติดตามหรือระบบพื้นฐานของกลุ่มคนรอบข้าง (หรือบริเวณใกล้เคียง) ที่มีความสม่ำเสมอเป็นชุดใด ๆของผู้ติดตามของโดยที่ผู้ติดตามทุกคนของประกอบด้วยเซตที่เป็นของดังนั้น จากคุณสมบัติข้อ 2 ข้างต้น ระบบพื้นฐานของกลุ่มคนรอบข้างจึง...การระบุความสม่ำเสมอก็เพียงพอแล้วอย่างชัดเจน:คือเซตของเซตย่อยของซึ่งประกอบด้วยชุดของพื้นที่ที่เป็นเอกภาพทุกแห่งมีระบบพื้นฐานของกลุ่มวัตถุที่ประกอบขึ้นจากกลุ่มวัตถุสมมาตร
ความเข้าใจโดยสัญชาตญาณเกี่ยวกับความสม่ำเสมอสามารถอธิบายได้จากตัวอย่างของปริภูมิเมตริก : ถ้าเป็นปริภูมิเมตริก เซต สร้างระบบพื้นฐานของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่ล้อมรอบโครงสร้างมาตรฐานที่เป็นเอกภาพของแล้วและเป็น-ปิดสนิทเมื่อระยะห่างระหว่างและมากที่สุด
ความสม่ำเสมอละเอียดกว่าความสม่ำเสมออีกแบบหนึ่งบนชุดเดียวกัน ถ้า ใน กรณีนั้นกล่าวกันว่าหยาบกว่า
คำจำกัดความของมาตรวัดเทียม
พื้นที่สม่ำเสมอสามารถกำหนดได้ด้วยวิธีอื่นและเทียบเท่ากันโดยใช้ระบบเมตริกเทียมซึ่งเป็นแนวทางที่มีประโยชน์อย่างยิ่งในการวิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน (โดยใช้เมตริกเทียมจากเซมิ-นอร์ม ) กล่าวโดยละเอียดกว่านั้น ให้เป็นการวัดแบบเทียมบนชุดข้อมูลภาพผกผันสำหรับสามารถแสดงให้เห็นได้ว่าก่อให้เกิดระบบพื้นฐานของกลุ่มสิ่งรอบข้างที่มีความสม่ำเสมอ ความสม่ำเสมอที่เกิดขึ้นจากความสม่ำเสมอที่กำหนดโดยมาตรวัดเทียมตัวเดียวนักเขียนบางคนเรียกปริภูมิที่มีโทโพโลยีซึ่งกำหนดโดยใช้เมตริกเทียมว่า ปริภูมิเกจ ( gauge spaces )
สำหรับครอบครัวของมาตรวัดเทียมบนโครงสร้างเอกรูปที่กำหนดโดยตระกูลนั้นเป็นขอบเขตบนต่ำสุดของโครงสร้างเอกรูปที่กำหนดโดยเมตริกเทียมแต่ละตัวระบบพื้นฐานของกลุ่มสิ่งรอบข้างที่มีความสม่ำเสมอเช่นนี้ ได้มาจากเซตของ การตัดกัน แบบจำกัดของกลุ่มสิ่งรอบข้างที่มีความสม่ำเสมอซึ่งกำหนดโดยเมตริกเทียมแต่ละตัวหากตระกูลของซูโดเมตริกมีจำนวนจำกัดจะเห็นได้ว่าโครงสร้างเอกรูปเดียวกันนั้นถูกกำหนดโดย ซูโดเมตริก เพียงตัวเดียวนั่นคือซองบนของครอบครัว
ในทางที่ซับซ้อนกว่านั้น สามารถแสดงให้เห็นได้ว่าโครงสร้างเอกรูปที่ยอมรับระบบพื้นฐานของกลุ่มรอบข้างที่นับได้ (ดังนั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งความเป็นเอกรูปที่กำหนดโดยตระกูลของเมตริกเทียมที่นับได้) สามารถกำหนดได้ด้วยเมตริกเทียมเพียงตัวเดียว ผลที่ตามมาคือโครงสร้างเอกรูป ใดๆก็สามารถกำหนดได้ดังที่กล่าวมาข้างต้นโดยตระกูลของเมตริกเทียม (ซึ่งอาจนับไม่ได้) (ดู Bourbaki: General Topology บทที่ IX §1 ข้อ 4)
คำจำกัดความของปกเครื่องแบบ
พื้นที่สม่ำเสมอเป็นชุดมาพร้อมกับวัสดุหุ้มที่โดดเด่นหลากหลายชนิดเรียกว่า "ปกแบบเดียวกัน" ซึ่งดึงมาจากชุดปกของซึ่งก่อตัวเป็นตัวกรองเมื่อเรียงลำดับตามการกลั่นกรองแบบดาว กล่าวกันว่าเป็นฝาครอบเป็นการ ปรับปรุง ปกที่โดดเด่นเขียนไว้ถ้าสำหรับทุกๆมีโดยที่ถ้าแล้วตามหลักการพื้นฐานแล้ว เงื่อนไขของการเป็นตัวกรองสามารถลดทอนได้ดังนี้:
- เป็นปกที่สม่ำเสมอ (นั่นคือ)
- ถ้ากับปกที่สม่ำเสมอและปกของแล้วนอกจากนี้ยังเป็นชุดคลุมที่สม่ำเสมออีกด้วย
- ถ้าและมีฝาครอบที่เป็นแบบเดียวกัน ดังนั้นจึงมีฝาครอบที่เป็นแบบเดียวกันที่ปรับปรุงดาวทั้งสองและ
เมื่อกำหนดจุดหนึ่งแล้วและปกที่เป็นแบบเดียวกันเราสามารถพิจารณาถึงสหภาพของสมาชิกของที่มีในฐานะที่เป็นย่านทั่วไปของของ "ขนาด"และมาตรการที่เข้าใจง่ายนี้สามารถนำไปใช้ได้อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่
เมื่อกำหนดพื้นที่สม่ำเสมอในแง่ของสภาพแวดล้อม ให้กำหนดสิ่งปกคลุมควรแต่งกายให้เป็นแบบเดียวกันหากมีผู้ติดตามโดยที่สำหรับแต่ละมีโดยที่การปกคลุมแบบสม่ำเสมอเหล่านี้ก่อให้เกิดปริภูมิสม่ำเสมอตามคำนิยามที่สอง ในทางกลับกัน เมื่อกำหนดปริภูมิสม่ำเสมอในความหมายของการปกคลุมแบบสม่ำเสมอแล้ว เซตย่อยของเช่นช่วงต่างๆ เหนือฝาครอบที่เป็นเอกรูป คือกลุ่มของพื้นที่เอกรูปตามคำจำกัดความแรก ยิ่งไปกว่านั้น การแปลงทั้งสองนี้เป็นตัวผกผันซึ่งกันและกัน[ 1 ]
โทโพโลยีของปริภูมิเอกรูป
พื้นที่ที่เป็นมาตรฐานทุกแห่งกลายเป็นปริภูมิเชิงทอพอโลยีโดยการกำหนดเซตย่อยที่ไม่ว่างเปล่าจะเปิดได้ก็ต่อเมื่อ...สำหรับทุกๆมีผู้ติดตามอยู่โดยที่เป็นส่วนย่อยของในโทโพโลยีนี้ ตัวกรองบริเวณใกล้เคียงของจุดหนึ่งเป็นสิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้โดยใช้การมีอยู่ของกลุ่มที่มีขนาด "ครึ่งหนึ่ง" ซ้ำๆ เมื่อเปรียบเทียบกับปริภูมิเชิงทอพอโลยีทั่วไป การมีอยู่ของโครงสร้างที่สม่ำเสมอทำให้สามารถเปรียบเทียบขนาดของย่านใกล้เคียงได้:และถือว่ามี "ขนาดเท่ากัน"
โทโพโลยีที่กำหนดโดยโครงสร้างที่เป็นเอกรูปเรียกว่าเกิดจากความสม่ำเสมอโครงสร้างที่สม่ำเสมอในปริภูมิเชิงทอพอโลยีจะเข้ากันได้กับทอพอโลยีก็ต่อเมื่อทอพอโลยีที่กำหนดโดยโครงสร้างที่สม่ำเสมอตรงกับทอพอโลยีเดิม โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างที่สม่ำเสมอหลายแบบสามารถเข้ากันได้กับทอพอโลยีที่กำหนดบนปริภูมิเชิงทอพอโลยี
พื้นที่ที่สามารถทำให้เป็นมาตรฐานเดียวกันได้
ปริภูมิเชิงทอพอโลยีเรียกว่าอะไร?สามารถทำให้เป็นเอกรูปได้หากมีโครงสร้างเอกรูปที่เข้ากันได้กับโทโพโลยี
ทุกปริภูมิที่สามารถทำให้เป็นเอกรูปได้ล้วนเป็น ปริภูมิเชิงทอพอโลยี แบบปกติโดยสมบูรณ์ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับปริภูมิที่สามารถทำให้เป็นเอกรูปได้สิ่งต่อไปนี้มีความหมายเทียบเท่ากัน:
- เป็นพื้นที่โคลโมโกรอฟ
- เป็นพื้นที่เฮาส์ดอร์ฟ
- เป็นพื้นที่ของไทโคนอฟ
- สำหรับโครงสร้างเอกรูปที่เข้ากันได้ใดๆ จุดตัดของกลุ่มวัตถุทั้งหมดคือเส้นทแยงมุม
นักเขียนบางท่าน (เช่น Engelking) เพิ่มเงื่อนไขสุดท้ายนี้เข้าไปในนิยามของปริภูมิที่สามารถทำให้เป็นเอกรูปได้โดยตรง
โทโพโลยีของปริภูมิที่สามารถทำให้เป็นเอกรูปได้จะเป็นโทโพโลยีสมมาตรเสมอนั่นคือปริภูมินั้นเป็นปริภูมิR
ในทางกลับกัน พื้นที่ปกติสมบูรณ์ทุกแห่งสามารถทำให้เป็นเอกรูปได้ เอกรูปที่สอดคล้องกับโทโพโลยีของพื้นที่ปกติสมบูรณ์สามารถนิยามได้ว่าเป็นความสม่ำเสมอที่หยาบที่สุดที่ทำให้ฟังก์ชันค่าจริงต่อเนื่องทั้งหมดบนมีความต่อเนื่องสม่ำเสมอ ระบบพื้นฐานของกลุ่มตัวแปรที่ทำให้เกิดความต่อเนื่องสม่ำเสมอนี้ได้มาจากจุดตัดจำกัดทั้งหมดของเซตที่ไหนเป็นฟังก์ชันค่าจริงต่อเนื่องบนและเป็นกลุ่มผู้ติดตามของพื้นที่ที่เป็นเอกภาพความสม่ำเสมอนี้กำหนดโทโพโลยี ซึ่งหยาบกว่าโทโพโลยีเดิมอย่างเห็นได้ชัดการที่มันมีความละเอียดกว่าโทโพโลยีเดิม (ดังนั้นจึงตรงกัน) เป็นผลสืบเนื่องมาจากความสม่ำเสมออย่างสมบูรณ์: สำหรับใดๆและย่านหนึ่งของมีฟังก์ชันค่าจริงต่อเนื่องอยู่กับและเท่ากับ 1 ในส่วนเติมเต็มของ
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พื้นที่เฮาส์ดอร์ฟแบบกระชับสามารถทำให้เป็นเอกรูปได้ อันที่จริง สำหรับพื้นที่เฮาส์ดอร์ฟแบบกระชับเซตของย่านใกล้เคียงทั้งหมดของเส้นทแยงมุมในก่อให้เกิด ความสม่ำเสมอ ที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งสอดคล้องกับโครงสร้างทางเรขาคณิต
ปริภูมิเอกรูปเฮาส์ดอร์ฟสามารถกำหนดเมตริกได้ก็ต่อเมื่อความเอกรูปของปริภูมินั้นสามารถนิยามได้ด้วยตระกูลของซูโดเมตริกที่นับได้ ที่ จริงแล้ว ดังที่ได้กล่าวไว้ ข้างต้นความเอกรูปดังกล่าวสามารถนิยามได้ด้วย ซูโดเมตริก เพียงตัวเดียวซึ่งจำเป็นต้องเป็นเมตริกหากปริภูมินั้นเป็นเฮาส์ดอร์ฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากโทโพโลยีของปริภูมิเวกเตอร์เป็นเฮาส์ดอร์ฟและสามารถนิยามได้ด้วยตระกูลของเซมิ-นอร์ม ที่นับได้ ปริภูมิ นั้นก็สามารถกำหนดเมตริกได้
ความต่อเนื่องที่สม่ำเสมอ
เช่นเดียวกับฟังก์ชันต่อเนื่องระหว่างปริภูมิเชิงทอพอโลยีซึ่งรักษาคุณสมบัติเชิงทอพอโลยีไว้ฟังก์ชันต่อเนื่องสม่ำเสมอระหว่างปริภูมิสม่ำเสมอ ก็รักษาคุณสมบัติสม่ำเสมอไว้ เช่นกัน
ฟังก์ชันต่อเนื่องสม่ำเสมอ หมายถึง ฟังก์ชันที่ภาพผกผันของกลุ่มวัตถุรอบข้างยังคงเป็นกลุ่มวัตถุรอบข้าง หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ฟังก์ชันที่ภาพผกผันของกลุ่มวัตถุปกคลุมสม่ำเสมอ ยังคงเป็นกลุ่มวัตถุปกคลุมสม่ำเสมอ กล่าวโดยชัดเจน ฟังก์ชันดังกล่าวระหว่างช่องว่างที่สม่ำเสมอเรียกว่าต่อเนื่องสม่ำเสมอหากสำหรับทุกกลุ่มผู้ติดตามในมีผู้ติดตามอยู่ในโดยที่ถ้าแล้วหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เมื่อใดก็ตามที่เป็นคณะติดตามในแล้วเป็นคณะติดตามใน, ที่ไหนถูกกำหนดโดย
ฟังก์ชันต่อเนื่องสม่ำเสมอทั้งหมดจะต่อเนื่องเมื่อเทียบกับโทโพโลยีที่เหนี่ยวนำ
ปริภูมิเอกรูปที่มีแผนที่เอกรูปก่อให้เกิดหมวดหมู่ ไอโซมอร์ฟิ ซึม ระหว่างปริภูมิเอกรูปเรียกว่าไอโซมอร์ฟิซึมแบบเอกรูป ; กล่าวคือ เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึงที่มีความต่อเนื่องแบบเอกรูปฟังก์ชันผกผันนั้นก็มีความต่อเนื่องแบบเอกรูปเช่นกันการฝังแบบสม่ำเสมอ (uniform embedding)เป็นแผนที่แบบหนึ่งต่อหนึ่งที่มีความต่อเนื่องสม่ำเสมอ (injective uniformly continuous map)ระหว่างช่องว่างสม่ำเสมอที่มีส่วนกลับนอกจากนี้ยังมีความต่อเนื่องสม่ำเสมอ โดยที่ภาพความสม่ำเสมอของปริภูมิย่อยที่สืบทอดมาจาก
ความสมบูรณ์
เมื่อขยายแนวคิดของปริภูมิเมตริกสมบูรณ์เราสามารถกำหนดความสมบูรณ์สำหรับปริภูมิเอกรูปได้เช่นกัน แทนที่จะทำงานกับลำดับโคชีเราจะทำงานกับตัวกรองโคชี (หรือโครงข่ายโคชี )
เอตัวกรองโคชี (ตามลำดับ)ตัวกรองล่วงหน้าของ Cauchyบนพื้นที่สม่ำเสมอเป็นตัวกรอง (หรือตัวกรอง เบื้องต้น )โดยที่สำหรับผู้ติดตามทุกคนมีอยู่จริงกับกล่าวอีกนัยหนึ่ง ตัวกรองจะเป็นตัวกรองโคชีก็ต่อเมื่อมันประกอบด้วยเซตที่มีขนาด "เล็กอย่างไม่จำกัด" จากนิยามดังกล่าว สรุปได้ว่า ตัวกรองทุกตัวที่ลู่เข้า (โดยสัมพันธ์กับโทโพโลยีที่กำหนดโดยโครงสร้างเอกรูป) จะเป็นตัวกรองโคชีตัวกรองโคชีขั้นต่ำสุดคือ ตัวกรองโคชีที่ไม่ประกอบด้วยตัวกรองโคชีที่เล็กกว่า (กล่าวคือ หยาบกว่า) ใดๆ (นอกเหนือจากตัวมันเอง) สามารถแสดงได้ว่าตัวกรองโคชีทุกตัวประกอบด้วยตัวกรองโคชีขั้นต่ำสุดที่ไม่ตัวกรองบริเวณใกล้เคียงของแต่ละจุด (ตัวกรองที่ประกอบด้วยบริเวณใกล้เคียงทั้งหมดของจุดนั้น) เป็นตัวกรองโคชีขั้นต่ำสุด
ในทางกลับกัน พื้นที่สม่ำเสมอเรียกว่าสมบูรณ์หากตัวกรองโคชีทุกตัวลู่เข้า ปริภูมิเฮาส์ดอร์ฟแบบกระชับใดๆ ก็เป็นปริภูมิเอกรูปสมบูรณ์โดยสัมพันธ์กับเอกรูปเฉพาะที่เข้ากันได้กับโทโพโลยี
พื้นที่ที่มีความสม่ำเสมออย่างสมบูรณ์แบบจะมีคุณสมบัติที่สำคัญดังต่อไปนี้: ถ้าเป็น ฟังก์ชัน ต่อเนื่องสม่ำเสมอจากเซตย่อยหนาแน่นของพื้นที่สม่ำเสมอให้เป็นพื้นที่ที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์แล้วสามารถขยาย (อย่างเป็นเอกลักษณ์) ไปสู่ฟังก์ชันต่อเนื่องสม่ำเสมอในทุก ๆ ด้านได้
ปริภูมิเชิงทอพอโลยีที่สามารถทำให้เป็นปริภูมิเอกรูปสมบูรณ์ได้ โดยที่ความเป็นเอกรูปนั้นเหนี่ยวนำให้เกิดทอพอโลยีเดิม เรียกว่า ปริภูมิเอกรูปสมบูรณ์ (completely uniformizable space )
เอการ สร้างพื้นที่ที่เป็นมาตรฐานให้เสร็จสมบูรณ์เป็นคู่ประกอบด้วยพื้นที่ที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์และการฝังตัวแบบสม่ำเสมอภาพของใครเป็นเซตย่อยที่มีความหนาแน่นสูงของ
การเสร็จสิ้นแบบเฮาส์ดอร์ฟของพื้นที่ที่เป็นเอกภาพ
เช่นเดียวกับปริภูมิเมตริก ปริภูมิเอกรูปทุกปริภูมิมีการเติมเต็มแบบเฮาส์ดอร์ฟ : กล่าวคือ มีปริภูมิเอกรูปเฮาส์ดอร์ฟที่สมบูรณ์อยู่จริงและแผนที่ที่มีความต่อเนื่องสม่ำเสมอ(ถ้าถ้าเป็นปริภูมิเอกรูปเฮาส์ดอร์ฟแล้วเป็นการฝังเชิงโทโพโลยีที่มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- สำหรับการแมปแบบต่อเนื่องสม่ำเสมอใดๆของสู่พื้นที่ที่เป็นระเบียบเรียบร้อยแบบเฮาส์ดอร์ฟอย่างสมบูรณ์มีแผนที่ต่อเนื่องสม่ำเสมอที่ไม่ซ้ำกันโดยที่
การก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ที่เฮาส์ดอร์ฟมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวจนถึงระดับไอโซมอร์ฟิซึม ในฐานะเซตสามารถถือได้ว่าประกอบด้วย ตัวกรอง Cauchy ขั้นต่ำบนในฐานะตัวกรองของย่านใกล้เคียงของแต่ละจุดในเป็นตัวกรอง Cauchy ขั้นต่ำ แผนที่สามารถกำหนดได้โดยการแมปถึงแผนที่นิยามดังกล่าวโดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง ในความเป็นจริง กราฟของความสัมพันธ์สมมูลคือจุดตัดของกลุ่มผู้ติดตามทั้งหมดของและด้วยเหตุนี้เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งก็ต่อเมื่อคือเฮาส์ดอร์ฟ
โครงสร้างที่เป็นเอกภาพบนกำหนดไว้ดังนี้: สำหรับแต่ละกลุ่มสมมาตร(นั่นคือ ในลักษณะที่ว่าหมายความว่า), อนุญาตเป็นเซตของคู่ทั้งหมดของตัวกรองโคชีขั้นต่ำซึ่งมีคุณสมบัติร่วมกันอย่างน้อยหนึ่งอย่าง-ชุดเล็กชุดต่างๆสามารถแสดงให้เห็นได้ว่าก่อให้เกิดระบบพื้นฐานของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อยู่รอบตัวมีโครงสร้างที่เป็นมาตรฐานตามที่กำหนดไว้
ชุดดังนั้นจึงเป็นเซตย่อยที่มีความหนาแน่นของ ถ้าถ้าอย่างนั้นก็คือเฮาส์ดอร์ฟนั่นเอง เป็นการสมมาตรไปยังและด้วยเหตุนี้สามารถระบุได้ด้วยเซตย่อยที่มีความหนาแน่นสูงของความสมบูรณ์ นอกจากนี้เป็นของเฮาส์ดอร์ฟเสมอ เรียกว่า...พื้นที่สม่ำเสมอของเฮาส์ดอร์ฟที่เกี่ยวข้องกับ ถ้าแสดงถึงความสัมพันธ์สมมูลจากนั้นพื้นที่ผลหารเป็นโฮโมมอร์ฟิกกับ
ตัวอย่าง
- พื้นที่เมตริกทุกแห่งสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นปริภูมิเอกรูป อันที่จริง เนื่องจากเมตริกเป็นเสมือนเมตริกอยู่แล้วนิยามของเสมือนเมตริก จึง ให้...ด้วยโครงสร้างที่เป็นเอกภาพ ระบบพื้นฐานของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่มีความเป็นเอกภาพนี้ได้รับการจัดเตรียมโดยเซตต่างๆ
โครงสร้างที่เป็นเอกภาพนี้บนสร้างโทโพโลยีของปริภูมิเมตริกตามปกติบนอย่างไรก็ตาม ปริภูมิเมตริกที่แตกต่างกันสามารถมีโครงสร้างเอกรูปที่เหมือนกันได้ (ตัวอย่างง่ายๆ คือ ค่าคงที่คูณกับเมตริก) โครงสร้างเอกรูปนี้ยังก่อให้เกิดนิยามที่เทียบเท่ากันของความต่อเนื่องเอกรูปและความสมบูรณ์สำหรับปริภูมิเมตริกด้วย - โดยใช้เมตริกส์ เราสามารถสร้างตัวอย่างง่ายๆ ของโครงสร้างเอกรูปที่แตกต่างกันซึ่งมีโทโพโลยีที่ตรงกันได้ เช่น สมมติให้จะเป็นตัวชี้วัดปกติบนและปล่อยให้ จากนั้นตัวชี้วัดทั้งสองจะเหนี่ยวนำให้เกิดโทโพโลยีแบบปกติบนอย่างไรก็ตาม โครงสร้างที่เป็นเอกภาพนั้นมีความแตกต่างกัน เนื่องจากเป็นคณะผู้ติดตามในโครงสร้างที่เป็นเอกภาพสำหรับแต่ไม่ใช่สำหรับ โดยคร่าวๆ ตัวอย่างนี้สามารถมองได้ว่าเป็นการนำความสม่ำเสมอตามปกติมาบิดเบือนผ่านการกระทำของฟังก์ชันต่อเนื่องแต่ไม่ต่อเนื่องอย่างสม่ำเสมอ
- ทุกกลุ่มโทโพโลยี(โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยี ทุกปริภูมิ ) จะกลายเป็นปริภูมิเอกรูป ถ้าเรากำหนดเซตย่อยจะถือว่าเป็นคณะติดตามได้ก็ต่อเมื่อมีสิ่งนั้นรวมอยู่ด้วยเท่านั้นสำหรับบางย่านขององค์ประกอบเอกลักษณ์ของโครงสร้างที่เป็นเอกภาพนี้บนเรียกว่าความสม่ำเสมอที่ถูกต้องบนเพราะสำหรับทุกๆการคูณที่ถูกต้องมีความต่อเนื่องสม่ำเสมอเมื่อเทียบกับโครงสร้างสม่ำเสมอนี้ นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดความสม่ำเสมอทางซ้ายบนได้อีกด้วยทั้งสองอย่างไม่จำเป็นต้องตรงกัน แต่ทั้งคู่ต่างก็สร้างโทโพโลยีที่กำหนดไว้บน
- สำหรับกลุ่มโทโพโลยีทุกกลุ่มและกลุ่มย่อยของมันเซตของโคเซต ซ้ายเป็นพื้นที่สม่ำเสมอโดยสัมพันธ์กับความสม่ำเสมอกำหนดไว้ดังต่อไปนี้ เซตที่ไหนวิ่งผ่านย่านต่างๆ ของอัตลักษณ์ในสร้างระบบพื้นฐานของกลุ่มผู้ติดตามเพื่อความสม่ำเสมอโทโพโลยีเหนี่ยวนำที่สอดคล้องกันบนเท่ากับโทโพโลยีผลหารที่กำหนดโดยแผนที่ธรรมชาติ
- โทโพโลยีแบบไม่สำคัญเป็นส่วนหนึ่งของปริภูมิเอกรูปซึ่งผลคูณคาร์ทีเซียนทั้งหมดเป็นคณะผู้ติดตาม เพียงคณะเดียว
ประวัติศาสตร์
ก่อนที่André Weilจะให้คำจำกัดความที่ชัดเจนครั้งแรกของโครงสร้างเอกภาพในปี 1937 แนวคิดเรื่องเอกภาพ เช่น ความสมบูรณ์ ได้ถูกกล่าวถึงโดยใช้ปริภูมิเมตริกNicolas Bourbakiได้ให้คำจำกัดความของโครงสร้างเอกภาพในแง่ของกลุ่มสิ่งรอบข้างในหนังสือTopologie GénéraleและJohn Tukeyได้ให้คำจำกัดความของการปกคลุมเอกภาพ Weil ยังได้จำแนกลักษณะของปริภูมิเอกภาพในแง่ของตระกูลเมตริกเทียมอีกด้วย
ดูเพิ่มเติม
- โครงสร้างหยาบ– แนวคิดในเรขาคณิตและโทโพโลยี
- ปริภูมิเมตริกสมบูรณ์– เรขาคณิตเมตริก
- ปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยีที่สมบูรณ์– โครงสร้างในการวิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน
- พื้นที่ที่สามารถปรับแต่งให้เป็นแบบเดียวกันได้อย่างสมบูรณ์
- ตัวกรองในทางโทโพโลยี– การใช้ตัวกรองเพื่ออธิบายและจำแนกลักษณะแนวคิดและผลลัพธ์พื้นฐานทางโทโพโลยีทั้งหมด
- โครงสร้างเริ่มต้นที่เป็นเอกภาพ– โครงสร้างพื้นฐานที่สุดที่ทำให้ฟังก์ชันบางอย่างต่อเนื่องกันหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- พื้นที่ความใกล้เคียง– โครงสร้างที่อธิบายแนวคิดเรื่อง "ความใกล้เคียง" ระหว่างเซตย่อยต่างๆ
- อวกาศ (คณิตศาสตร์) – เซตทางคณิตศาสตร์ที่มีโครงสร้างเพิ่มเติมบางอย่าง
- โทโพโลยีของการบรรจบกันแบบสม่ำเสมอ
- ความต่อเนื่องที่สม่ำเสมอ– การจำกัดการเปลี่ยนแปลงของฟังก์ชันอย่างสม่ำเสมอ
- ไอโซมอร์ฟิซึมแบบสม่ำเสมอ– โฮมีโอมอร์ฟิซึมแบบต่อเนื่องสม่ำเสมอ
- คุณสมบัติสม่ำเสมอ– วัตถุศึกษาในหมวดหมู่ของปริภูมิเชิงทอพอโลยีสม่ำเสมอ
- พื้นที่ที่เชื่อมต่อกันอย่างสม่ำเสมอ– ประเภทของพื้นที่ที่สม่ำเสมอ