อ่าน 4 นาที
การสั่งซื้อล่วงหน้าแบบพิเศษ
ในสาขาคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าโทโพโลยีลำดับก่อนหน้าแบบเฉพาะเจาะจง (หรือแบบแคนอนิก ) เป็นลำดับก่อนหน้า ตามธรรมชาติ บนเซตของจุดใน ปริภูมิโท...
การสั่งซื้อล่วงหน้าแบบพิเศษ
ในสาขาคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าโทโพโลยีลำดับก่อนหน้าแบบเฉพาะเจาะจง (หรือแบบแคนอนิก ) เป็นลำดับก่อนหน้า ตามธรรมชาติ บนเซตของจุดใน ปริภูมิโท โพโลยีสำหรับปริภูมิส่วนใหญ่ที่พิจารณาในทางปฏิบัติ กล่าวคือสำหรับปริภูมิทั้งหมดที่สอดคล้องกับสัจพจน์การแยกT₀ลำดับก่อนหน้านี้ยังเป็นลำดับบางส่วน (เรียกว่าลำดับเฉพาะเจาะจง ) ในทางกลับกัน สำหรับปริภูมิT₁ ลำดับ นี้จะกลายเป็นสิ่งที่ไม่สำคัญและไม่น่าสนใจ
ลำดับการจำแนกเฉพาะมักถูกนำมาพิจารณาในการประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์โดยที่ปริภูมิ T0 ปรากฏในความหมายเชิงสัญลักษณ์ลำดับการจำแนกเฉพาะยังมีความสำคัญสำหรับการระบุโทโพโลยีที่เหมาะสมบนเซตที่มีลำดับบางส่วน เช่นเดียวกับที่ทำในทฤษฎี ลำดับ
คำจำกัดความและแรงจูงใจ
พิจารณาปริภูมิเชิงทอพอโลยีใดๆ ลำดับการจัดเรียงเฉพาะ ≤ บนเชื่อมโยงจุดสองจุดของเมื่อจุดหนึ่งอยู่ในส่วนปิดของอีกจุดหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนหลายคนมีความเห็นไม่ตรงกันเกี่ยวกับ 'ทิศทาง' ที่ลำดับควรไป สิ่งที่เห็นพ้องกันคือ ถ้า
- บรรจุอยู่ใน,
(โดยที่หมายถึงการปิดของเซตสมาชิกเดียว กล่าว คือการตัดกัน ของ เซตปิดทั้งหมดที่ประกอบด้วย ) เรากล่าวว่าเป็นการเฉพาะของและเป็นการวางนัยทั่วไปของซึ่งโดยทั่วไปเขียนว่าหรือสัญลักษณ์นี้สอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าก็ต่อเมื่อลำดับคงที่ที่มีค่าคงที่ลู่เข้าสู่ใน(ในความหมายที่ว่าทุกย่านใกล้เคียงของประกอบด้วย)
น่าเสียดายที่คุณสมบัติ " เป็นความเชี่ยวชาญเฉพาะของ" ถูกเขียนเป็นและ เป็นโดยผู้เขียนหลายคน (ดู[ 1 ]และ[ 2 ] ตามลำดับ )
ทั้งสองนิยามมีเหตุผลที่เข้าใจได้ง่าย: ในกรณีของนิยามแรก เรามี
อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ปริภูมิของเราคือสเปกตรัมเฉพาะของวงแหวนสลับที่ (ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่กระตุ้นให้เกิดการประยุกต์ใช้ที่เกี่ยวข้องกับเรขาคณิตเชิงพีชคณิต ) แล้วภายใต้นิยามลำดับที่สองของเรา เราจะได้ว่า
- ก็ต่อเมื่อเป็นอุดมคติหลักของวงแหวน เท่านั้น
เพื่อให้สอดคล้องกัน ในส่วนที่เหลือของบทความนี้ เราจะใช้คำจำกัดความแรกที่ว่า " เป็นการเฉพาะของ" สามารถเขียนได้เป็น จากนั้นเราจะเห็นว่า
- ก็ต่อเมื่อมีอยู่ในเซตปิด ทั้งหมด ที่ประกอบด้วยและ
- ก็ต่อเมื่อ นั้นมีอยู่ในเซตเปิด ทั้งหมด ที่ประกอบด้วย
คำอธิบายเหล่านี้ช่วยชี้แจงว่าทำไมเราจึงพูดถึง "ความเฉพาะเจาะจง" (specialization): เพราะความเฉพาะเจาะจง นั้นมีความทั่วไปมากกว่าเนื่องจากมันบรรจุอยู่ในเซตเปิดมากกว่า สิ่งนี้เข้าใจได้ง่ายเป็นพิเศษหากเรามองเซตปิดเป็นคุณสมบัติที่จุดอาจมีหรือไม่มี ยิ่งเซตปิดบรรจุจุดมากเท่าใด จุดนั้นก็ยิ่งมีคุณสมบัติมากขึ้น และยิ่งมีความพิเศษมากขึ้นเท่านั้น การใช้งานสอดคล้องกับแนวคิดทางตรรกศาสตร์แบบคลาสสิกเรื่องจีนัสและสปีชีส์และยังสอดคล้องกับการใช้จุดทั่วไปในเรขาคณิตเชิงพีชคณิตแบบ ดั้งเดิม ซึ่งจุดปิดมีความเฉพาะเจาะจงมากที่สุด ในขณะที่จุดทั่วไปของปริภูมิคือจุดที่อยู่ในเซตย่อยเปิดที่ไม่ว่างเปล่าทุกเซต แนวคิดเรื่องความเฉพาะเจาะจงยังถูกนำไปใช้ในทฤษฎีการประเมินค่า (valuation theory ) ด้วย
โดยทั่วไปแล้ว แนวคิดที่ว่าองค์ประกอบระดับบนมีความเฉพาะเจาะจงมากกว่านั้น มักพบได้ในทฤษฎีโดเมนซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของทฤษฎีลำดับที่มีการประยุกต์ใช้มากมายในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์
ชุดบนและชุดล่าง
ให้Xเป็นปริภูมิเชิงทอพอโลยี และให้ ≤ เป็นลำดับก่อนการจำแนกเฉพาะบนX เซตเปิดทุก เซต เป็นเซตบนโดยสัมพันธ์กับ ≤ และเซตปิด ทุกเซต เป็นเซตล่างบทกลับไม่เป็นจริงโดยทั่วไป ในความเป็นจริง ปริภูมิเชิงทอพอโลยีเป็นปริภูมิแบบอเล็กซานดรอฟ-ดิสครีตก็ต่อเมื่อเซตบนทุกเซตเป็นเซตเปิดด้วย (หรือเทียบเท่ากับเซตล่างทุกเซตเป็นเซตปิดด้วย)
ให้Aเป็นเซตย่อยของXเซตบนที่เล็กที่สุดที่บรรจุAจะใช้สัญลักษณ์ ↑ A และเซตล่างที่เล็กที่สุดที่บรรจุAจะใช้สัญลักษณ์ ↓ Aในกรณีที่A = { x } เป็นเซตที่มีสมาชิกเพียงตัวเดียว จะใช้สัญลักษณ์ ↑ xและ ↓ xสำหรับx ∈ Xจะได้ว่า:
- ↑ x = { y ∈ X : x ≤ y } = ∩{เซตเปิดที่มีx อยู่ภายใน }
- ↓ x = { y ∈ X : y ≤ x } = ∩{เซตปิดที่มีx } = cl{ x }
เซตล่าง ↓ xนั้นเป็นเซตปิดเสมอ แต่เซตบน ↑ x นั้นไม่จำเป็นต้องเป็นเซตเปิดหรือเซตปิด จุดปิดของปริภูมิเชิงทอพอโลยีXก็คือสมาชิกที่เล็กที่สุดของXเมื่อเทียบกับ ≤ นั่นเอง
ตัวอย่าง
- ในปริภูมิ Sierpinski {0,1} ที่มีเซตเปิด {∅, {1}, {0,1}} ลำดับการเฉพาะเจาะจงคือลำดับตามธรรมชาติ (0 ≤ 0, 0 ≤ 1 และ 1 ≤ 1)
- ถ้าpและqเป็นสมาชิกของ Spec( R ) ( สเปกตรัมของวงแหวนสลับที่ R ) แล้วp ≤ qก็ต่อเมื่อq ⊆ p (ในฐานะอุดมคติเฉพาะ ) ดังนั้น จุดปิดของ Spec( R ) จึงเป็นอุดมคติสูงสุดอย่าง แม่นยำ
คุณสมบัติที่สำคัญ
ตามที่ชื่อบ่งบอก คำสั่งเฉพาะทางแบบ preorder เป็นคำสั่งแบบ preorder กล่าวคือ เป็นทั้งกริยาที่แสดงการสะท้อนและกริยา ที่แสดงการถ่ายทอด
ความสัมพันธ์สมมูลที่กำหนดโดยลำดับก่อนของการเฉพาะเจาะจงนั้นก็คือความสัมพันธ์ของการไม่สามารถแยกแยะได้ทางโทโพโลยีกล่าวคือxและyไม่สามารถแยกแยะได้ทางโทโพโลยีก็ต่อเมื่อ x ≤ yและ y ≤ x เท่านั้น ดังนั้นความไม่สมมาตรของ ≤ ก็คือสัจพจน์การแยก T 0 อย่างแม่นยำ : ถ้าxและyไม่สามารถแยกแยะได้แล้วx = yในกรณีนี้ การพูดถึงลำดับการเฉพาะเจาะจงจึง เป็นสิ่งที่สมเหตุสมผล
ในทางกลับกันความสมมาตรของลำดับการจัดเรียงเฉพาะทางนั้นเทียบเท่ากับ สัจพจน์การแยก R 0 : x ≤ yก็ต่อเมื่อxและyไม่สามารถแยกแยะได้ในเชิงโทโพโลยี ดังนั้น หากโทโพโลยีพื้นฐานเป็น T 1แล้ว ลำดับการจัดเรียงเฉพาะทางจะเป็นแบบไม่ต่อเนื่อง กล่าวคือx ≤ yก็ต่อเมื่อx = yด้วยเหตุนี้ ลำดับการจัดเรียงเฉพาะทางจึงมีความสำคัญน้อยสำหรับโทโพโลยี T 1โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับปริภูมิเฮาส์ดอร์ฟทั้งหมด
ฟังก์ชันต่อเนื่อง ใดๆระหว่างปริภูมิเชิงทอพอโลยีสองปริภูมิจะเป็นฟังก์ชันเอกภาคเมื่อเทียบกับลำดับก่อนการจำแนกเฉพาะของปริภูมิเหล่านั้น: หมายความว่า อย่างไรก็ตาม บทกลับไม่เป็นจริงโดยทั่วไป ในภาษาของทฤษฎีหมวดหมู่เราจึงมีฟังก์ชันจากหมวดหมู่ของปริภูมิเชิงทอพอ โลยี ไปยังหมวดหมู่ของเซตที่มีลำดับก่อนการจำแนก ซึ่งกำหนดลำดับก่อนการจำแนกเฉพาะให้กับปริภูมิเชิงทอพอโลยี ฟังก์ชันนี้มีตัวผกผันทางซ้ายซึ่งวางทอพอโลยีอเล็กซานดรอฟ ไว้ บนเซตที่มีลำดับก่อนการจำแนก
มีพื้นที่บางประเภทที่เฉพาะเจาะจงกว่าพื้นที่ T0 ซึ่งลำดับนี้มีความน่าสนใจ ได้แก่พื้นที่สงบ (sober spaces ) ความสัมพันธ์ของพื้นที่เหล่านี้กับลำดับการแบ่งประเภทนั้นมีความละเอียดอ่อนกว่า:
สำหรับพื้นที่ว่างXที่มีลำดับความเชี่ยวชาญ ≤ ใดๆ เรามี
- ( X , ≤) เป็นลำดับบางส่วนที่สมบูรณ์แบบมีทิศทาง กล่าวคือเซตย่อยแบบมีทิศทางS ทุกเซต ของ ( X , ≤) มีค่าสูงสุด sup S
- สำหรับเซตย่อยแบบมีทิศทาง Sทุกเซตของ ( X , ≤) และเซตเปิดO ทุกเซต ถ้า sup Sอยู่ในOแล้วSและOจะมีจุดร่วมกันที่ไม่ว่าง เปล่า
อาจอธิบายคุณสมบัติข้อที่สองได้โดยกล่าวว่าเซตเปิดไม่สามารถเข้าถึงได้โดยซูพรีมาแบบมีทิศทางโทโพโลยีจะสอดคล้องกับลำดับที่แน่นอน ≤ ก็ต่อเมื่อมันเหนี่ยวนำ ≤ เป็นลำดับเฉพาะของมัน และมีคุณสมบัติข้างต้นของการไม่สามารถเข้าถึงได้โดยสัมพันธ์กับซูพรีมา (ที่มีอยู่) ของเซตแบบมีทิศทางใน ≤
โครงสร้างทางภูมิศาสตร์ตามคำสั่งซื้อ
ลำดับการจำแนกเฉพาะทางให้เครื่องมือในการได้มาซึ่งลำดับเบื้องต้นจากทุกโทโพโลยี จึงเป็นเรื่องปกติที่จะถามคำถามตรงกันข้ามด้วยเช่นกัน: ลำดับเบื้องต้นทุกอันได้มาจากการจำแนกเฉพาะทางของโทโพโลยีบางอย่างหรือไม่?
อันที่จริง คำตอบของคำถามนี้เป็นไปในเชิงบวก และโดยทั่วไปแล้วมีโทโพโลยีมากมายบนเซตXที่เหนี่ยวนำให้เกิดลำดับ ≤ ที่กำหนดเป็นลำดับเฉพาะของ โทโพโลยีนั้น โทโพโลยีของ Alexandroffที่มีลำดับ ≤ มีบทบาทพิเศษ: มันเป็นโทโพโลยีที่ละเอียดที่สุดที่เหนี่ยวนำให้เกิด ≤ ส่วนอีกด้านหนึ่ง โทโพโลยีที่หยาบที่สุดที่เหนี่ยวนำให้เกิด ≤ คือโทโพโลยีบนซึ่งเป็นโทโพโลยีที่เล็กที่สุดที่เซตส่วนเติมเต็มทั้งหมดของเซต ↓ x (สำหรับx บางตัว ในX ) เป็นเซตเปิด
นอกจากนี้ยังมีโทโพโลยีที่น่าสนใจอยู่ระหว่างสองขั้วนี้ โทโพโลยีที่ละเอียดที่สุดที่สอดคล้องกับลำดับในความหมายข้างต้นสำหรับลำดับที่กำหนด ≤ คือโทโพโลยีของสก็อตต์อย่างไรก็ตาม โทโพโลยีบนยังคงเป็นโทโพโลยีที่สอดคล้องกับลำดับที่หยาบที่สุด อันที่จริง เซตเปิดของมันไม่สามารถเข้าถึงได้โดย ซูพรีมา ใดๆดังนั้นพื้นที่ที่ละเอียดกว่าโทโพโลยีบนและหยาบกว่าโทโพโลยีของสก็อตต์จึงอาจไม่มีอยู่จริง กล่าวคือ มีลำดับบางส่วนที่ไม่มีโทโพโลยีที่สอดคล้องกับลำดับที่ละเอียดกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โทโพโลยีของสก็อตต์ไม่จำเป็นต้องละเอียดกว่าเสมอไป
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การสั่งซื้อล่วงหน้าแบบพิเศษ
ในสาขาคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าโทโพโลยีลำดับก่อนหน้าแบบเฉพาะเจาะจง (หรือแบบแคนอนิก ) เป็นลำดับก่อนหน้า ตามธรรมชาติ บนเซตของจุดใน ปริภูมิโท...
คำจำกัดความและแรงจูงใจ
พิจารณาปริภูมิเชิงทอพอโลยีใดๆ ลำดับการ จัดเรียงเฉพาะ ≤ บนเชื่อมโยงจุดสองจุดของเมื่อจุดหนึ่งอยู่ใน ส่วนปิด ของอีกจุดหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนหลายคนมีความเห็นไม่ตรงกันเกี่ยวกับ 'ทิศทาง' ที่ลำดับควรไป สิ่งที่เห็นพ้องกันคือ ถ้า X {\displaystyle X} X...
ชุดบนและชุดล่าง
ให้ X เป็นปริภูมิเชิงทอพอโลยี และให้ ≤ เป็นลำดับก่อนการจำแนกเฉพาะบน X เซตเปิด ทุก เซต เป็น เซตบน โดยสัมพันธ์กับ ≤ และ เซตปิด ทุกเซต เป็น เซตล่าง บทกลับไม่เป็นจริงโดยทั่วไป ในความเป็นจริง ปริภูมิเชิงทอพอโลยีเป็น ปริภูมิแบบอเล็กซานดรอฟ-ดิสครีต...
ตัวอย่าง
ใน ปริภูมิ Sierpinski {0,1} ที่มีเซตเปิด {∅, {1}, {0,1}} ลำดับการเฉพาะเจาะจงคือลำดับตามธรรมชาติ (0 ≤ 0, 0 ≤ 1 และ 1 ≤ 1) ถ้า p และ q เป็นสมาชิกของ Spec( R ) ( สเปกตรัม ของ วงแหวนสลับ ที่ R ) แล้ว p ≤ q ก็ต่อเมื่อ q ⊆ p (ในฐานะ อุดมคติเฉพาะ ) ดังนั้น จุดปิดของ...