กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

ชุดอิ่มตัว

ใน คณิตศาสตร์ โดยเฉพาะในสาขาย่อยของ ทฤษฎีเซต และ โทโพโลยี เซต ซี {\displaystyle C} กล่าวกันว่า อิ่มตัว เมื่อเทียบกับฟังก์ชัน เอฟ : X → วาย {\displaystyle f:X\to Y} ถ้า ซี...

ชุดอิ่มตัว

ในคณิตศาสตร์โดยเฉพาะในสาขาย่อยของทฤษฎีเซตและโทโพโลยีเซตซี{\displaystyle C}กล่าวกันว่าอิ่มตัวเมื่อเทียบกับฟังก์ชันเอฟ:Xวาย{\displaystyle f:X\to Y}ถ้าซี{\displaystyle C}เป็นส่วนย่อยของเอฟ{\displaystyle f}โดเมนของX{\displaystyle X}และถ้าหากเมื่อใดก็ตามที่เอฟ{\displaystyle f}ส่งสองแต้มซี{\displaystyle c\in C}และxX{\displaystyle x\in X}ไปสู่ค่าเดียวกันแล้วx{\displaystyle x}เป็นของซี{\displaystyle C}(นั่นคือ ถ้าเอฟ(x)=เอฟ(){\displaystyle f(x)=f(c)}แล้วxซี{\displaystyle x\in C}กล่าวโดยสรุปคือ ชุดนี้ซี{\displaystyle C}เรียกว่าอิ่มตัวถ้าซี=เอฟ1(เอฟ(ซี)).{\displaystyle C=f^{-1}(f(C)).}

ในทางโทโพโลยีเซตย่อยของปริภูมิโทโพโลยี(X,τ){\displaystyle (X,\tau )}ถือว่าอิ่มตัวหากเท่ากับจุดตัดของเซตย่อยเปิดของX.{\displaystyle X.}ในปริภูมิT ทุกเซตจะอิ่มตัว

คำนิยาม

เบื้องต้น

อนุญาตเอฟ:Xวาย{\displaystyle f:X\to Y}เป็นแผนที่ กำหนดให้เซตย่อยใดๆเอสX,{\displaystyle S\subseteq X,}กำหนดภาพลักษณ์ภายใต้เอฟ{\displaystyle f}เพื่อเป็นชุด: เอฟ(เอส):={เอฟ() : เอส}{\displaystyle f(S):=\{f(s)~:~s\in S\}} และกำหนดภาพต้นฉบับหรือภาพผกผันภายใต้เอฟ{\displaystyle f}เพื่อเป็นชุด: เอฟ1(เอส):={xX : เอฟ(x)เอส}.{\displaystyle f^{-1}(S):=\{x\in X~:~f(x)\in S\}.}

ที่ให้ไว้yวาย,{\displaystyle y\in Y,}เส้นใยของเอฟ{\displaystyle f}เกินy{\displaystyle y}ถูกกำหนดให้เป็นภาพต้นแบบ: เอฟ1(y):=เอฟ1({y})={xX : เอฟ(x)=y}.{\displaystyle f^{-1}(y):=f^{-1}(\{y\})=\{x\in X~:~f(x)=y\}.}

ภาพต้นฉบับใดๆ ของจุดเดียวในเอฟ{\displaystyle f}โคโดเมนของวาย{\displaystyle Y}ถูกเรียกว่าเป็นเส้นใยของเอฟ.{\displaystyle f.}

ชุดอิ่มตัว

ชุดหนึ่งซี{\displaystyle C}เรียกว่าเอฟ{\displaystyle f}-อิ่มตัวและกล่าวได้ว่าอิ่มตัวเมื่อเทียบกับเอฟ{\displaystyle f}ถ้าซี{\displaystyle C}เป็นส่วนย่อยของเอฟ{\displaystyle f}โดเมนของX{\displaystyle X}และหากเงื่อนไขที่เทียบเท่ากันต่อไปนี้เป็นไปตามที่กำหนด: [ 1 ]

  1. ซี=เอฟ1(เอฟ(ซี)).{\displaystyle C=f^{-1}(f(C)).}
  2. มีชุดอยู่ชุดหนึ่งเอส{\displaystyle S}โดยที่ซี=เอฟ1(เอส).{\displaystyle C=f^{-1}(S).}
    • ชุดดังกล่าวเอส{\displaystyle S}จำเป็นต้องมีเอฟ(ซี){\displaystyle f(C)}ในฐานะที่เป็นเซตย่อย และยิ่งไปกว่านั้น มันจะต้องสอดคล้องกับความเท่าเทียมกันด้วยเอฟ(ซี)=เอสฉันเอฟ,{\displaystyle f(C)=S\cap \operatorname {Im} f,}ที่ไหนฉันเอฟ:=เอฟ(X){\displaystyle \operatorname {Im} f:=f(X)}หมายถึงภาพของเอฟ.{\displaystyle f.}
  3. ถ้าซี{\displaystyle c\in C}และxX{\displaystyle x\in X}ทำให้พึงพอใจเอฟ(x)=เอฟ(),{\displaystyle f(x)=f(c),}แล้วxซี.{\displaystyle x\in C.}
  4. ถ้าyวาย{\displaystyle y\in Y}เป็นเช่นนั้น เส้นใยเอฟ1(y){\displaystyle f^{-1}(y)}ตัดกันซี{\displaystyle C}(นั่นคือ ถ้าเอฟ1(y)ซี{\displaystyle f^{-1}(y)\cap C\neq \varnothing }) ดังนั้น เส้นใยทั้งหมดนี้จึงเป็นส่วนหนึ่งของซี{\displaystyle C}(นั่นคือเอฟ1(y)ซี{\displaystyle f^{-1}(y)\subseteq C})
  5. สำหรับทุกๆyวาย,{\displaystyle y\in Y,}ทางแยกซีเอฟ1(y){\displaystyle C\cap f^{-1}(y)}เท่ากับเซตว่าง{\displaystyle \varnothing }หรือถึงเอฟ1(y).{\displaystyle f^{-1}(y).}

แนวคิดนี้ ซึ่งเกี่ยวข้องกับทฤษฎีความสามารถในการคำนวณสามารถขยายไปสู่โปรแกรมได้ โดยพิจารณาจากเซตย่อยเอเอ็น{\displaystyle A\subseteq \mathbb {N} }สิ่งนี้สามารถถือว่าอิ่มตัว (หรือขยายตัว ) ได้หาก,nเอ็น,เอ,ϕ=ϕnnเอ{\displaystyle \forall m,n\in \mathbb {N} ,m\in A,\vee \phi _{m}=\phi _{n}\Rightarrow n\in A}กล่าวคือ เมื่อมีโปรแกรมสองโปรแกรม ถ้าโปรแกรมแรกอยู่ในเซตของโปรแกรมที่ตรงตามคุณสมบัติที่กำหนด และโปรแกรมทั้งสองคำนวณสิ่งเดียวกัน โปรแกรมที่สองก็จะต้องตรงตามคุณสมบัตินั้นด้วย ซึ่งหมายความว่า ถ้าโปรแกรมหนึ่งที่มีคุณสมบัติที่กำหนดอยู่ในเซตแล้ว โปรแกรมทั้งหมดที่คำนวณฟังก์ชันเดียวกันก็ต้องอยู่ในเซตนั้นด้วยเช่นกัน

ในบริบทนี้ แนวคิดนี้สามารถขยายทฤษฎีบทของไรซ์ ได้ โดยระบุว่า:

อนุญาตเอ{\displaystyle A}เป็นเซตย่อยที่มีคุณสมบัติว่าเอ,เอเอ็น,เอเอ็น{\displaystyle A\neq \emptyset ,A\neq \mathbb {N} ,A\subseteq N}. ถ้าเอ{\displaystyle A}เมื่ออิ่มตัวแล้วเอ{\displaystyle A}ไม่ใช่ฟังก์ชันเรียกซ้ำ

ตัวอย่าง

อนุญาตเอฟ:Xวาย{\displaystyle f:X\to Y}จะเป็นฟังก์ชันใดก็ได้ ถ้าเอส{\displaystyle S}หากเซตใด ๆ ก็ตามเป็นเซตต้นแบบของมันซี:=เอฟ1(เอส){\displaystyle C:=f^{-1}(S)}ภายใต้เอฟ{\displaystyle f}จำเป็นต้องเป็นเอฟ{\displaystyle f}-เซตอิ่มตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เส้นใยทุกเส้นของแผนที่เอฟ{\displaystyle f}เป็นเอฟ{\displaystyle f}-ชุดอิ่มตัว

เซตว่าง=เอฟ1(){\displaystyle \varnothing =f^{-1}(\varnothing )}และโดเมนX=เอฟ1(วาย){\displaystyle X=f^{-1}(Y)}เซตเหล่านี้มักเป็นเซตอิ่มตัวเสมอ การรวมกันโดยพลการของเซตอิ่มตัวก็จะเป็นเซตอิ่มตัวเช่นกัน เช่นเดียวกับการตัดกัน โดยพลการ ของเซตอิ่มตัว

คุณสมบัติ

อนุญาตเอส{\displaystyle S}และที{\displaystyle T}เป็นชุดใดก็ได้และปล่อยให้เอฟ:Xวาย{\displaystyle f:X\to Y}เป็นฟังก์ชันใดก็ได้

ถ้าเอส{\displaystyle S}หรือที{\displaystyle T}เป็นเอฟ{\displaystyle f}-อิ่มตัวแล้ว เอฟ(เอสที) = เอฟ(เอส)เอฟ(ที).{\displaystyle f(S\cap T)~=~f(S)\cap f(T).}

ถ้าที{\displaystyle T}เป็นเอฟ{\displaystyle f}-อิ่มตัวแล้ว เอฟ(เอสที) = เอฟ(เอส)เอฟ(ที){\displaystyle f(S\setminus T)~=~f(S)\setminus f(T)} โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โปรดสังเกตว่าไม่มีข้อกำหนดหรือเงื่อนไขใด ๆ กำหนดไว้สำหรับฉากดังกล่าวเอส.{\displaystyle S.}

ถ้าτ{\displaystyle \tau }เป็นโทโพโลยีบนX{\displaystyle X}และเอฟ:Xวาย{\displaystyle f:X\to Y}มีการตั้งค่าแผนที่ใดบ้างหรือไม่τเอฟ{\displaystyle \tau _{f}}ของทั้งหมดยูτ{\displaystyle U\in \tau }ที่เป็นเอฟ{\displaystyle f}เซตย่อยอิ่มตัวของX{\displaystyle X}สร้างโทโพโลยีบนX.{\displaystyle X.}ถ้าวาย{\displaystyle Y}ก็เป็นปริภูมิเชิงทอพอโลยีด้วยเช่นกันเอฟ:(X,τ)วาย{\displaystyle f:(X,\tau )\to Y}ฟังก์ชันต่อเนื่อง (หรือฟังก์ชันผลหาร ) ก็ต่อเมื่อฟังก์ชันเดียวกันนี้เป็นจริงสำหรับเอฟ:(X,τเอฟ)วาย.{\displaystyle f:\left(X,\tau _{f}\right)\to Y.}

ดูเพิ่มเติม

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ชุดอิ่มตัว

ใน คณิตศาสตร์ โดยเฉพาะในสาขาย่อยของ ทฤษฎีเซต และ โทโพโลยี เซต ซี {\displaystyle C} กล่าวกันว่า อิ่มตัว เมื่อเทียบกับฟังก์ชัน เอฟ : X → วาย {\displaystyle f:X\to Y} ถ้า ซี...

เบื้องต้น

อนุญาต เอฟ : X → วาย {\displaystyle f:X\to Y} เป็นแผนที่ กำหนดให้เซตย่อยใดๆ เอส ⊆ X , {\displaystyle S\subseteq X,} กำหนด ภาพลักษณ์ ภายใต้ เอฟ {\displaystyle f} เพื่อเป็นชุด: เอฟ ( เอส ) := { เอฟ ( ส ) : ส ∈ เอส } {\displaystyle f(S):=\{f(s)~:~s\in S\}}...

ชุดอิ่มตัว

ชุดหนึ่ง ซี {\displaystyle C} เรียกว่า f -saturated'''"}},"i":0}}]}"> เอฟ {\displaystyle f} -อิ่มตัว และกล่าวได้ว่า f "}},"i":0}}]}"> อิ่มตัว เมื่อเทียบกับ เอฟ {\displaystyle f} ถ้า ซี {\displaystyle C} เป็นส่วนย่อยของ เอฟ {\displaystyle f} โดเมนของ X...

ตัวอย่าง

อนุญาต เอฟ : X → วาย {\displaystyle f:X\to Y} จะเป็นฟังก์ชันใดก็ได้ ถ้า เอส {\displaystyle S} หากเซต ใด ๆ ก็ตามเป็นเซตต้นแบบของมัน ซี := เอฟ − 1 ( เอส ) {\displaystyle C:=f^{-1}(S)} ภายใต้ เอฟ {\displaystyle f} จำเป็นต้องเป็น เอฟ {\displaystyle f} -เซตอิ่มตัว...