พื้นที่โปแลนด์
ในสาขาวิชาคณิตศาสตร์โทโพโลยีทั่วไป ปริภูมิโปแลนด์ (Polish space)คือปริภูมิโทโพโลยีที่แยกได้และสามารถกำหนดเมตริกได้อย่างสมบูรณ์ กล่าวคือ เป็นปริภูมิที่สมมูลกับปริภูมิเมตริกสมบูรณ์ที่มี เซต ย่อยหนาแน่นที่นับได้ปริภูมิโปแลนด์ได้รับการตั้งชื่อเช่นนี้เพราะได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเป็นครั้งแรกโดยนักโทโพโลยีและนักตรรกศาสตร์ชาวโปแลนด์ เช่นSierpiński , Kuratowski , Tarskiและคนอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน ปริภูมิโปแลนด์ได้รับการศึกษาเป็นหลักเพราะเป็นกรอบหลักสำหรับทฤษฎีเซตเชิงพรรณนารวมถึงการศึกษาความสัมพันธ์สมมูลของบอเรล ปริภูมิ โปแลนด์ยังเป็นกรอบที่สะดวกสำหรับ ทฤษฎีการวัดขั้นสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในทฤษฎีความน่าจะเป็น
ตัวอย่างทั่วไปของปริภูมิแบบ Polish ได้แก่เส้นจำนวนจริงปริภูมิ Banachที่แยกได้ปริภูมิ CantorและปริภูมิBaireนอกจากนี้ ปริภูมิบางปริภูมิที่ไม่ใช่ปริภูมิเมตริกสมบูรณ์ในเมตริกปกติก็อาจเป็นปริภูมิแบบ Polish ได้ เช่นช่วงเปิด(0, 1)เป็นปริภูมิแบบ Polish
ระหว่าง ปริภูมิโปแลนด์ ที่นับไม่ได้ สองปริภูมิใดๆ จะมีไอโซมอร์ฟิซึมแบบบอเรลนั่นคือการจับคู่แบบหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึงที่รักษาโครงสร้างแบบบอเรลไว้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปริภูมิโปแลนด์ที่นับไม่ได้ทุกปริภูมิจะมีขนาดเท่ากับจำนวนสมาชิกในคอนติเนียม
ปริภูมิ Lusin ,ปริภูมิ Suslinและปริภูมิ Radonเป็นการขยายความของปริภูมิ Polish
คุณสมบัติ
- พื้นที่โปแลนด์ทุกแห่งสามารถนับได้เป็นลำดับที่สอง (โดยอาศัยคุณสมบัติที่แยกได้และวัดได้) [ 1 ]
- ปริภูมิย่อยQของปริภูมิโปแลนด์Pเป็นปริภูมิโปแลนด์ (ภายใต้โทโพโลยีที่เหนี่ยวนำ) ก็ต่อเมื่อQเป็นจุดตัดของลำดับของเซตย่อยเปิดของP (กล่าวคือQเป็น เซต G ) [ 2 ]
- ( ทฤษฎีบทแคนเตอร์-เบนดิกซ์สัน ) ถ้าXเป็นปริภูมิโปแลนด์แล้ว เซตปิดใดๆ ของXสามารถเขียนได้ในรูปผลรวมที่ไม่ทับซ้อนกันของเซตสมบูรณ์และเซตที่นับได้ ยิ่งไปกว่านั้น ถ้าปริภูมิโปแลนด์Xเป็นปริภูมิที่นับไม่ได้ มันสามารถเขียนได้ในรูปผลรวมที่ไม่ทับซ้อนกันของเซตสมบูรณ์และเซตเปิดที่นับได้
- พื้นที่โปแลนด์ทุกแห่งมีลักษณะโฮโมมอร์ฟิกกับ เซตย่อย G ของลูกบาศก์ฮิลเบิร์ต (นั่นคือของI Nโดยที่Iคือช่วงหน่วยและNคือเซตของจำนวนธรรมชาติ) [ 3 ]
ช่องว่างต่อไปนี้เป็นภาษาโปแลนด์:
- เซตย่อยปิดของปริภูมิโปแลนด์
- เซตย่อยแบบเปิดของพื้นที่ภาษาโปแลนด์
- ผลิตภัณฑ์และสหภาพที่ไม่ต่อเนื่องของกลุ่มพื้นที่โปแลนด์ที่นับได้
- พื้นที่ที่ มีขนาดกะทัดรัดในระดับท้องถิ่นซึ่งสามารถวัดได้และนับได้ที่อนันต์
- จุดตัดที่นับได้ของปริภูมิย่อยแบบโปแลนด์ของปริภูมิเชิงทอพอโลยีแบบเฮาส์ดอร์ฟ
- เซตของจำนวนอตรรกยะที่มีโทโพโลยีซึ่งได้มาจากโทโพโลยีมาตรฐานของเส้นจำนวนจริง
ลักษณะเฉพาะ
มีเกณฑ์จำแนกมากมายที่บอกว่าปริภูมิเชิงทอพอโลยีที่นับได้ลำดับที่สองนั้นสามารถกำหนดเมตริกได้หรือไม่ เช่นทฤษฎีบทการกำหนดเมตริกของอูรีโซห์นปัญหาในการพิจารณาว่าปริภูมิที่สามารถกำหนดเมตริกได้นั้นสามารถกำหนดเมตริกได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่นั้นยากกว่า ปริภูมิเชิงทอพอโลยี เช่น ช่วงหน่วยเปิด (0,1) สามารถกำหนดได้ทั้งเมตริกที่สมบูรณ์และเมตริกที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งสร้างทอพอโลยีของมัน
มีการอธิบายลักษณะของปริภูมิเมตริกที่แยกส่วนได้อย่างสมบูรณ์โดยใช้เกม ที่เรียกว่า เกม Choquetที่แข็งแกร่งปริภูมิเมตริกที่แยกส่วนได้จะสามารถกำหนดเมตริกได้อย่างสมบูรณ์ก็ต่อเมื่อผู้เล่นคนที่สองมีกลยุทธ์ที่ชนะในเกมนี้
ลักษณะเฉพาะประการที่สองได้มาจากทฤษฎีบทของอเล็กซานดรอฟ ซึ่งกล่าวว่าปริภูมิเมตริกที่แยกได้จะเป็นปริภูมิเมตริกสมบูรณ์ได้ก็ต่อเมื่อเป็นปริภูมิเมตริกที่แยกได้ส่วนย่อยของการดำเนินการให้เสร็จสมบูรณ์ตามตัวชี้วัดเดิม
ปริภูมิเมตริกของโปแลนด์
แม้ว่าปริภูมิโปแลนด์จะสามารถกำหนดเมตริกได้ แต่ปริภูมิโปแลนด์เองก็ไม่ใช่ปริภูมิเมตริก โดยตัวของมันเอง ปริภูมิโปแลนด์แต่ละปริภูมิยอมรับเมตริกสมบูรณ์ได้ หลายแบบ ซึ่งก่อให้เกิดโทโพโลยีเดียวกัน แต่ไม่มีเมตริกใดถูกเลือกหรือแยกแยะออกมา ปริภูมิโปแลนด์ที่มีเมตริกสมบูรณ์ที่โดดเด่นเรียกว่าปริภูมิเมตริกโปแลนด์แนวทางอื่นที่เทียบเท่ากับแนวทางที่กล่าวมาข้างต้นคือ การกำหนด "ปริภูมิเมตริกโปแลนด์" ให้หมายถึง "ปริภูมิเมตริกสมบูรณ์ที่แยกได้" ก่อน แล้วจึงกำหนด "ปริภูมิโปแลนด์" ว่าเป็นปริภูมิโทโพโลยีที่ได้จากปริภูมิเมตริกโปแลนด์โดยการละทิ้งเมตริก
ภาพรวมของพื้นที่ในโปแลนด์
พื้นที่ลูซิน
ปริภูมิเชิงทอพอโลยีแบบเฮาส์ดอร์ฟจะเป็นปริภูมิแบบลูซิน (ตั้งชื่อตามนิโคไล ลูซิน ) หากทอพอโลยีที่แข็งแกร่งกว่าบางอย่างทำให้มันกลายเป็นปริภูมิแบบโปแลนด์
มีหลายวิธีในการสร้างพื้นที่แบบลูซิน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:
- พื้นที่ทุกแห่งในโปแลนด์เป็นพื้นที่ของลูซิน[ 4 ]
- ปริภูมิย่อยของปริภูมิ Lusin จะเป็นปริภูมิ Lusin ก็ต่อเมื่อเป็นเซต Borel [ 5 ]
- การรวมหรือการตัดกันที่นับได้ของปริภูมิย่อย Lusin ของปริภูมิ Hausdorff ใดๆ ถือ เป็นปริภูมิ Lusin [ 6 ]
- ผลคูณของปริภูมิ Lusin จำนวนนับได้คือปริภูมิ Lusin [ 7 ]
- การรวมกันแบบไม่ทับซ้อนกันของปริภูมิ Lusin จำนวนนับได้คือปริภูมิ Lusin [ 8 ]
พื้นที่ซัสลิน
พื้นที่โทโพโลยี Hausdorff เป็นพื้นที่ Suslin (ตั้งชื่อตามMikhail Suslin ) ถ้าเป็นภาพของพื้นที่ Polish ภายใต้การแมปแบบต่อเนื่อง ดังนั้นพื้นที่ Lusin ทุกพื้นที่จึงเป็น Suslin ในพื้นที่ Polish เซตย่อยเป็นพื้นที่ Suslin ก็ต่อเมื่อเป็นเซต Suslin (ภาพของการดำเนินการ Suslin ) [ 9 ]
พื้นที่ต่อไปนี้เป็นส่วนหนึ่งของ Suslin:
- เซตย่อยแบบปิดหรือแบบเปิดของปริภูมิซัสลิน
- ผลคูณที่นับได้และการรวมกันที่ไม่เกี่ยวข้องกันของปริภูมิซัสลิน
- จุดตัดที่นับได้หรือการรวมกันที่นับได้ของปริภูมิย่อยซัสลินของปริภูมิเชิงทอพอโลยีเฮาส์ดอร์ฟ
- ภาพถ่ายต่อเนื่องของพื้นที่ซัสลิน
- เซตย่อยบอเรลของปริภูมิซัสลิน
พวกมันมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- พื้นที่ทุกส่วนของ Suslin สามารถแยกออกจากกันได้
พื้นที่ที่มีก๊าซเรดอน
ปริภูมิ เรดอน(Radon space ) ซึ่งตั้งชื่อตามโยฮันน์ เรดอน (Johann Radon ) คือปริภูมิเชิงทอ พอโล ยีที่ทุก มาตรวัดความน่าจะเป็นแบบบอ เรล (Borel probability measure ) บนMเป็น มาตรวัดความน่าจะเป็นแบบปกติภายใน ( inner regular ) เนื่องจากมาตรวัดความน่าจะเป็นมีค่าจำกัดทั่วโลก (globally finite) และด้วยเหตุนี้จึง เป็นมาตรวัดที่มีค่าจำกัดเฉพาะที่ ( locally finite measure ) ดังนั้น ทุกมาตรวัดความน่าจะเป็นบนปริภูมิเรดอนจึง เป็น มาตรวัดเรดอน ด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริภูมิเมตริกสมบูรณ์ที่แยกได้( M , d )เป็นปริภูมิเรดอน
พื้นที่ทุกแห่งของ Suslin คือพื้นที่ที่มีก๊าซเรดอน
กลุ่มชาวโปแลนด์
กลุ่มโปแลนด์เป็นกลุ่มโทโพโลยีGที่เป็นปริภูมิโปแลนด์ด้วย กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเป็นโฮโมมอร์ฟิกกับปริภูมิเมตริกสมบูรณ์ที่แยกได้ มีผลลัพธ์คลาสสิกหลายอย่างของBanach , FreudenthalและKuratowskiเกี่ยวกับโฮโมมอร์ฟิซึมระหว่างกลุ่มโปแลนด์[ 10 ]ประการแรก ข้อโต้แย้งของ Banach [ 11 ]ใช้ได้กับกลุ่มโปแลนด์ที่ไม่ใช่อาเบเลียนโดยการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย : ถ้า GและHเป็นปริภูมิเมตริกที่แยกได้ โดยที่G เป็นกลุ่ม โปแลนด์ โฮโมมอร์ฟิซึม Borel ใดๆ จากGไปยังHจะต่อเนื่อง[ 12 ]ประการที่สอง มีทฤษฎีบทการแมปแบบเปิดหรือทฤษฎีบทกราฟปิดเวอร์ชัน หนึ่ง เนื่องจาก Kuratowski: [ 13 ]โฮโมมอร์ฟิซึมแบบต่อเนื่องทั่วถึงของกลุ่มโปแลนด์Gไปยังกลุ่มโปแลนด์H อีกกลุ่มหนึ่ง คือการแมปแบบเปิด โฮโมมอร์ฟิซึมระหว่างกลุ่มโปแลนด์จะต่อเนื่องก็ต่อเมื่อกราฟของมันปิด ด้วยเหตุนี้ ข้อเท็จจริงที่น่าทึ่งเกี่ยวกับกลุ่มโปแลนด์ก็คือ การแมปที่วัดได้ด้วย Baire (กล่าวคือ สำหรับซึ่งภาพผกผันของเซตเปิดใดๆ มีคุณสมบัติ Baire ) ที่เป็นโฮโมมอร์ฟิซึมระหว่างกันนั้น จะมีความต่อเนื่องโดยอัตโนมัติ[ 14 ]กลุ่มโฮโมมอร์ฟิซึมของลูกบาศก์ฮิลเบิร์ต[0,1] Nเป็นกลุ่มโปแลนด์สากล ในแง่ที่ว่าทุกกลุ่มโปแลนด์เป็นไอโซมอร์ฟิกกับกลุ่มย่อยปิดของมัน
ตัวอย่าง:
- กลุ่ม Lieมิติจำกัดทั้งหมดที่มีส่วนประกอบนับได้นั้นเป็นกลุ่ม Polish
- กลุ่มเอกภาพของปริภูมิฮิลเบิร์ต ที่แยกส่วนได้ (ที่มีโทโพโลยีตัวดำเนินการที่เข้มงวด ) เป็นกลุ่มโปแลนด์
- กลุ่มของโฮมีโอเมอร์ฟิซึมของปริภูมิเมตริกกระชับเรียกว่ากลุ่มโปแลนด์
- ผลคูณของกลุ่มชาวโปแลนด์จำนวนนับได้ คือ กลุ่มชาวโปแลนด์หนึ่งกลุ่ม
- กลุ่มของไอโซเมตรีของปริภูมิเมตริกสมบูรณ์ที่แยกได้นั้นเป็นกลุ่มโปแลนด์
ดูเพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติม
- Ambrosio, L., Gigli, N. และ Savaré, G. (2005). การไหลของเกรเดียนต์ในปริภูมิเมตริกและในปริภูมิของการวัดความน่าจะเป็นบาเซิล: ETH Zürich, Birkhäuser Verlag. ISBN 3-7643-2428-7.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link ) - Arveson, William (1981). An Invitation to C*-Algebras . Graduate Texts in Mathematics . Vol. 39. New York: Springer-Verlag . ISBN 0-387-90176-0.
- Kechris, A. (1995). ทฤษฎีเซตเชิงพรรณนาแบบคลาสสิก . ตำราระดับบัณฑิตศึกษาทางคณิตศาสตร์ . เล่มที่ 156. Springer. ISBN 0-387-94374-9.