อ่าน 5 นาที
โทโพโลยีของปริภูมิย่อย
ในโทโพโลยีและสาขาคณิตศาสตร์ ที่เกี่ยวข้อง ปริภูมิย่อยของปริภูมิโทโพโลยี คือเซตย่อยSของXซึ่งมีโทโพโลยีที่เหนี่ยวนำมาจาก X เรียกว่าโทโพโลยีของปริภูมิย่อย (หรือโทโพโลยีสัมพัทธ์โท โพโล
โทโพโลยีของปริภูมิย่อย
ในโทโพโลยีและสาขาคณิตศาสตร์ ที่เกี่ยวข้อง ปริภูมิย่อยของปริภูมิโทโพโลยี คือเซตย่อยSของXซึ่งมีโทโพโลยีที่เหนี่ยวนำมาจาก X เรียกว่าโทโพโลยีของปริภูมิย่อย[ 1 ] (หรือโทโพโลยีสัมพัทธ์[ 1 ]โท โพโล ยีที่สืบทอด[ 2 ]โทโพโลยีที่เหนี่ยวนำ[ 1 ]หรือโทโพโลยีร่องรอย ) [ 3 ]
คำนิยาม
เมื่อกำหนดปริภูมิเชิงทอพอโลยีและเซตย่อยของ ทอพอโลยี ของปริภูมิย่อยบนจะถูกกำหนดโดย
กล่าวคือ เซตย่อยของจะเป็นเซตเปิดในโทโพโลยีของปริภูมิย่อยก็ต่อเมื่อมันเป็นการตัดกันของกับเซตเปิดในถ้ามีโทโพโลยีของปริภูมิย่อยแล้ว มันจะเป็นปริภูมิเชิงโทโพโลยีในตัวของมันเอง และเรียกว่าปริภูมิย่อยของโดยทั่วไปแล้ว เซตย่อยของปริภูมิเชิงโทโพโลยีจะถือว่ามีโทโพโลยีของปริภูมิย่อย เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น
อีกทางเลือกหนึ่ง เราสามารถกำหนดโทโพโลยีของปริภูมิย่อยสำหรับเซตย่อยของเป็นโทโพโลยีที่หยาบที่สุดสำหรับแผนที่การรวม
เป็น ค่า ต่อ เนื่อง
โดยทั่วไปแล้ว สมมติว่า เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งจากเซตหนึ่งไปยังปริภูมิเชิงทอพอโลยีหนึ่ง แล้วทอพอโลยีของปริภูมิย่อยบนจะถูกนิยามว่าเป็นทอพอโลยีที่หยาบที่สุดสำหรับ ซึ่งเป็นฟังก์ชันต่อเนื่อง เซตเปิดในทอพอโลยีนี้คือเซตที่มีรูปแบบสำหรับ เซต เปิดในดังนั้นจึงเป็นโฮมีโอเมอร์ฟิกกับภาพของมันใน(ด้วยทอพอโลยีของปริภูมิย่อยเช่นกัน) และเรียกว่าการฝังเชิงทอพอโลยี
ปริภูมิย่อยเรียกว่าปริภูมิย่อยเปิดถ้าฟังก์ชันฉีด (injection) เป็นแผนที่เปิดกล่าวคือ ถ้าภาพส่งต่อของเซตเปิดของปริภูมิย่อยนั้นเป็นเซตเปิดในปริภูมิย่อยนั้น ในทำนองเดียวกัน ปริภูมิย่อยเรียกว่าปริภูมิย่อยปิดถ้าฟังก์ชันฉีดเป็นแผนที่ ปิด
ศัพท์เฉพาะ
ความแตกต่างระหว่างเซตและปริภูมิเชิงทอพอโลยีมักจะถูกทำให้คลุมเครือในเชิงสัญลักษณ์เพื่อความสะดวก ซึ่งอาจเป็นแหล่งที่มาของความสับสนเมื่อพบคำจำกัดความเหล่านี้เป็นครั้งแรก ดังนั้น เมื่อใดก็ตามที่เป็นเซตย่อยของและเป็นปริภูมิเชิงทอพอโลยี สัญลักษณ์ " " และ " " มักจะใช้เพื่ออ้างถึงทั้งและซึ่งถือว่าเป็นเซตย่อยสองเซตของและยังใช้เพื่ออ้างถึงและในฐานะปริภูมิเชิงทอพอโลยี ซึ่งมีความสัมพันธ์กันดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ดังนั้นวลีเช่น " ปริภูมิย่อยเปิดของ" จึงใช้เพื่อหมายความว่าเป็นปริภูมิย่อยเปิดของในความหมายที่ใช้ข้างต้น นั่นคือ: (i) ; และ (ii) ถือว่า มีทอพอโลยีของปริภูมิย่อย
ตัวอย่าง
ต่อไปนี้จะแทนจำนวนจริงด้วยโทโพโลยีปกติของมัน
- โทโพโลยีของปริภูมิย่อยของจำนวนธรรมชาติในฐานะที่เป็นปริภูมิย่อยของคือ โทโพโล ยีแบบไม่ต่อเนื่อง
- จำนวนตรรกยะที่ถือว่าเป็นปริภูมิย่อยของไม่มี โทโพโลยีแบบไม่ต่อเนื่อง (ตัวอย่างเช่น {0} ไม่ใช่เซตเปิดในเพราะไม่มีเซตย่อยเปิดของที่การตัดกันกับจะได้ผลลัพธ์เป็น เพียง เซตที่มีสมาชิกเดียวคือ {0} เท่านั้น ) ถ้าaและbเป็นจำนวนตรรกยะ ช่วง ( a , b ) และ [ a , b ] จะเป็นเซตเปิดและเซตปิดตามลำดับ แต่ถ้าaและbเป็นจำนวนอตรรกยะ เซตของจำนวนตรรกยะx ทั้งหมด ที่มีa < x < bจะเป็นทั้งเซตเปิดและเซตปิด
- เซต [0,1] ในฐานะที่เป็นปริภูมิย่อยของเป็นทั้งปริภูมิเปิดและปริภูมิปิด ในขณะที่ในฐานะที่เป็นเซตย่อยของเป็นเพียงเซตปิดเท่านั้น
- เนื่องจากเป็นปริภูมิย่อยของ, [0, 1] ∪ [2, 3] จึงประกอบด้วย เซต เปิด สองเซตที่ไม่ทับซ้อนกัน (ซึ่งเป็นเซตปิดด้วย) และดังนั้นจึงเป็นปริภูมิที่ไม่เชื่อมต่อกัน
- ให้S = [0, 1) เป็นปริภูมิย่อยของเส้นจำนวนจริงแล้ว [0, 1/2 ) เป็นเซตเปิดในS แต่ไม่ใช่เซตเปิดใน(เช่น การตัดกันระหว่าง (-1/2 , 1/2 )และS จะได้ผลลัพธ์เป็น [0, 1/2 ) )ในทำนองเดียวกัน [ 1/2 , 1) เป็นเซตปิดในSแต่ไม่ใช่เซตปิดใน(เนื่องจากไม่มีเซตย่อยเปิดของที่สามารถตัดกับ [0, 1) แล้วได้ผลลัพธ์เป็น [ 1/2, 1)) S เป็นทั้งเซตเปิดและเซตปิดในฐานะเซตย่อยของตัวมันเอง แต่ไม่ใช่ในฐานะเซตย่อยของ
คุณสมบัติ
โทโพโลยีของปริภูมิย่อยมีคุณสมบัติเฉพาะดังต่อไปนี้ ให้เป็นปริภูมิย่อยของและให้เป็นแผนที่การรวม แล้วสำหรับปริภูมิโทโพโลยีใดๆแผนที่จะต่อเนื่องก็ต่อเมื่อแผนที่ประกอบต่อเนื่อง

คุณสมบัตินี้มีลักษณะเฉพาะในแง่ที่ว่าสามารถใช้เพื่อกำหนดโทโพโลยีของปริภูมิย่อยบนได้
เราจะแสดงคุณสมบัติเพิ่มเติมบางประการของโทโพโลยีของปริภูมิย่อย ในส่วนต่อไปนี้ ให้เป็นปริภูมิย่อยของ
- ถ้าต่อเนื่องแล้ว การจำกัดขอบเขตไปยัง ก็จะเป็นต่อเนื่องเช่นกัน
- ถ้าต่อเนื่อง แล้วก็จะต่อเนื่องเช่นกัน
- เซตปิดในคือเซตที่ตัดกันระหว่างกับเซตปิดในอย่าง แม่นยำ
- ถ้าเป็นปริภูมิย่อยของแล้วก็เป็นปริภูมิย่อยของที่มีโทโพโลยีเดียวกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง โทโพโลยีของปริภูมิย่อยที่สืบทอดมาจากจะเหมือนกับโทโพโลยีที่สืบทอดมาจาก
- สมมติว่าเป็นปริภูมิย่อยเปิดของ(ดังนั้น) แล้วเซตย่อยของจะเป็นเซตเปิดในก็ต่อเมื่อ เป็นเซตเปิดใน
- สมมติว่าเป็นปริภูมิย่อยปิดของ(ดังนั้น) แล้วเซตย่อยของจะเป็นเซตปิดในก็ต่อเมื่อ เป็นเซตปิดใน
- ถ้าเป็นพื้นฐานสำหรับแล้วก็เป็นพื้นฐานสำหรับ เช่นกัน
- โทโพโลยีที่เกิดขึ้นบนเซตย่อยของปริภูมิเมตริกโดยการจำกัดเมตริกให้อยู่บนเซตย่อยนั้น จะสอดคล้องกับโทโพโลยีของปริภูมิย่อยสำหรับเซตย่อยนั้น
การรักษาคุณสมบัติทางทอพอโลยี
ถ้าปริภูมิเชิงทอพอโลยีที่มีคุณสมบัติเชิงทอพอโลยี บางอย่าง บ่งชี้ว่าปริภูมิย่อยของปริภูมิเชิงทอพอโลยีนั้นมีคุณสมบัติดังกล่าวด้วย เราจะกล่าวว่าคุณสมบัตินั้นเป็นแบบสืบทอดได้ถ้าเฉพาะปริภูมิย่อยแบบปิดเท่านั้นที่ต้องมีคุณสมบัตินั้นร่วมกัน เราจะเรียกว่าเป็นแบบสืบทอดได้แบบอ่อน
- พื้นที่ย่อยแบบเปิดและแบบปิดทุกส่วนของ พื้นที่ ที่สามารถกำหนดเมตริกได้อย่างสมบูรณ์นั้นล้วนสามารถกำหนดเมตริกได้อย่างสมบูรณ์เช่นกัน
- ปริภูมิย่อยเปิดทุกปริภูมิของปริภูมิแบร์ล้วนเป็นปริภูมิแบร์
- ปริภูมิย่อยปิดทุกปริภูมิในปริภูมิกระชับล้วนเป็นปริภูมิกระชับ
- การเป็นพื้นที่แบบเฮาส์ดอร์ฟนั้นสืบทอดกันมา
- การเป็นพื้นที่ปกติเป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ไม่รุนแรงนัก
- ความมีขอบเขตโดยสมบูรณ์นั้นเป็นลักษณะทางพันธุกรรม
- การตัดขาดจากโลกภายนอกอย่างสิ้นเชิงเป็นกรรมพันธุ์
- ความสามารถในการนับครั้งแรกและความสามารถในการนับครั้งที่สองเป็นคุณสมบัติที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^ a b c tom Dieck, Tammo (2008), Algebraic topology , EMS Textbooks in Mathematics, vol. 7, European Mathematical Society (EMS), Zürich, p. 5, doi : 10.4171/048 , ISBN 978-3-03719-048-7, MR 2456045
- ↑ริชมอนด์, ทอม (กรกฎาคม 2020), โทโพโลยีทั่วไป: บทนำ , หนังสือเรียน De Gruyter, De Gruyter, ISBN 9783110686722
- ^ Pinoli, Jean-Charles (มิถุนายน 2014), "กรอบทางเรขาคณิตและโทโพโลยี", พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ของการประมวลผลและการวิเคราะห์ภาพ 2 , Wiley, หน้า 57–69 , doi : 10.1002/9781118984574.ch26 , ISBN 9781118984574ดูหัวข้อ 26.2.4. ซับแมนิโฟลด์ หน้า 59
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โทโพโลยีของปริภูมิย่อย
ในโทโพโลยีและสาขาคณิตศาสตร์ ที่เกี่ยวข้อง ปริภูมิย่อยของปริภูมิโทโพโลยี คือเซตย่อยSของXซึ่งมีโทโพโลยีที่เหนี่ยวนำมาจาก X เรียกว่าโทโพโลยีของปริภูมิย่อย (หรือโทโพโลยีสัมพัทธ์โท โพโล
คำนิยาม
เมื่อกำหนดปริภูมิเชิงทอพอโลยีและ เซตย่อย ของ ทอพอโลยี ของ ปริภูมิย่อย บนจะถูกกำหนดโดย ( X , τ ) {\displaystyle (X,\tau )} เอส {\displaystyle S} X {\displaystyle X} เอส {\displaystyle S}
ศัพท์เฉพาะ
ความแตกต่างระหว่างเซตและปริภูมิเชิงทอพอโลยีมักจะถูกทำให้คลุมเครือในเชิงสัญลักษณ์เพื่อความสะดวก ซึ่งอาจเป็นแหล่งที่มาของความสับสนเมื่อพบคำจำกัดความเหล่านี้เป็นครั้งแรก ดังนั้น เมื่อใดก็ตามที่เป็นเซตย่อยของและเป็นปริภูมิเชิงทอพอโลยี สัญลักษณ์ " " และ " "...
ตัวอย่าง
ต่อไปนี้จะแทน จำนวนจริง ด้วยโทโพโลยีปกติของมัน อาร์ {\displaystyle \mathbb {R} }