Компактное пространство - Compact space

«Компактность» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Компактность (значения).

Согласно критериям компактности евклидова пространства, как указано в Теорема Гейне – Бореля, интервал А = (−∞, −2] не компактен, потому что не ограничен. Интервал C = (2, 4) не компактный, потому что он не закрыт. Интервал B = [0, 1] компактно, поскольку одновременно замкнуто и ограничено.

В математика, более конкретно в общая топология, компактность - свойство, обобщающее понятие подмножества Евклидово пространство существование закрыто (т.е. содержащий все свои предельные точки ) и ограниченный (т.е. все его точки лежат на некотором фиксированном расстоянии друг от друга).^[1][2] Примеры включают закрытый интервал, а прямоугольник, или конечный набор точек. Это понятие определено для более общих топологические пространства чем евклидово пространство разными способами.

Одно из таких обобщений состоит в том, что топологическое пространство последовательно компактный если каждый бесконечная последовательность точек, отобранных из пространства, имеет бесконечное подпоследовательность который сходится к некоторой точке пространства.^[3] В Теорема Больцано – Вейерштрасса утверждает, что подмножество евклидова пространства компактно в этом последовательном смысле тогда и только тогда, когда оно замкнуто и ограничено. Таким образом, если выбрать бесконечное количество точек в закрыто единичный интервал [0, 1], некоторые из этих точек будут произвольно приближаться к некоторому действительному числу в этом пространстве. Например, некоторые числа в последовательности 1/2, 4/5, 1/3, 5/6, 1/4, 6/7, … накапливаются до 0 (в то время как другие накапливаются до 1). Один и тот же набор очков не будет накапливаться ни в одной точке открыто единичный интервал (0, 1); поэтому открытый единичный интервал не является компактным. Само евклидово пространство не компактно, поскольку не ограничено. В частности, последовательность точек 0, 1, 2, 3, …, который не ограничен, не имеет подпоследовательности, сходящейся к какому-либо действительному числу.

Помимо замкнутых и ограниченных подмножеств евклидова пространства, типичные примеры компактных пространств встречаются в математический анализ, где свойство компактности некоторых топологических пространств возникает в гипотезах или выводах многих фундаментальных теорем, таких как Теорема Больцано – Вейерштрасса, то теорема об экстремальном значении, то Теорема Арцела – Асколи, а Теорема существования Пеано. Другой пример - определение распределения, который использует пространство гладкие функции которые равны нулю вне некоторого (неопределенного) компактного пространства.

Различные эквивалентные понятия компактности, в том числе последовательная компактность и предельная компактность, можно развить в целом метрические пространства.^[4] Однако в общих топологических пространствах различные понятия компактности не обязательно эквивалентны. Самое полезное понятие, которое является стандартным определением безусловного термина компактность, формулируется в терминах существования конечных семейств открытые наборы который "крышка "пространство в том смысле, что каждая точка пространства лежит в некотором наборе, содержащемся в семействе. Это более тонкое понятие, введенное Павел Александров и Павел Урысон в 1929 г. показывает компактные пространства как обобщения конечные множества. В пространствах, компактных в этом смысле, часто можно склеить информацию, которая содержит локально - то есть в окрестности каждой точки - в соответствующие утверждения, справедливые во всем пространстве, и многие теоремы имеют этот характер.

Период, термин компактный набор иногда используется как синоним компактного пространства, но часто относится к компактное подпространство топологического пространства.

Историческое развитие

В 19 веке были поняты несколько разрозненных математических свойств, которые позже будут рассматриваться как следствия компактности. С одной стороны, Бернар Больцано (1817 ) знал, что любая ограниченная последовательность точек (например, на прямой или плоскости) имеет подпоследовательность, которая в конечном итоге должна произвольно приближаться к какой-то другой точке, называемой предельная точка. Доказательство Больцано опиралось на метод деления пополам: последовательность была помещена в интервал, который затем был разделен на две равные части, и была выбрана часть, содержащая бесконечно много членов последовательности. Затем процесс можно было бы повторить, разделив полученный меньший интервал на все меньшие и меньшие части - до тех пор, пока он не приблизится к желаемой предельной точке. Полное значение Теорема Больцано, и его метод доказательства появился бы только почти 50 лет спустя, когда он был заново открыт Карл Вейерштрасс.^[5]

В 1880-х годах стало ясно, что результаты, аналогичные теореме Больцано – Вейерштрасса, могут быть сформулированы для пространства функций а не просто числа или геометрические точки. Идея рассматривать функции как точки обобщенного пространства восходит к исследованиям Джулио Асколи и Чезаре Арсела.^[6] Кульминацией их исследований стали Теорема Арцела – Асколи, было обобщением теоремы Больцано – Вейерштрасса на семейства непрерывные функции, точный вывод из которого заключался в том, что можно было извлечь равномерно сходящийся последовательность функций из подходящего семейства функций. Тогда равномерный предел этой последовательности играл в точности ту же роль, что и «предельная точка» Больцано. К началу двадцатого века результаты, подобные результатам Арсела и Асколи, начали накапливаться в районе интегральные уравнения, как исследовал Дэвид Гильберт и Эрхард Шмидт. Для определенного класса Функции Грина исходя из решений интегральных уравнений, Шмидт показал, что свойство, аналогичное теореме Арцела – Асколи, сохраняется в смысле средняя конвергенция - или сближение в том, что позже будет называться Гильбертово пространство. Это в конечном итоге привело к понятию компактный оператор как ответвление от общего понятия компактного пространства. Это было Морис Фреше кто в 1906, раскрыл суть свойства Больцано – Вейерштрасса и ввел термин компактность для обозначения этого общего явления (он использовал этот термин уже в своей статье 1904 г.^[7] что привело к знаменитой диссертации 1906 г.).

Однако в конце 19-го века из-за изучения компактности постепенно возникло и другое понятие компактности. континуум, что считалось основополагающим для строгой формулировки анализа. В 1870 г. Эдуард Гейне показал, что непрерывная функция определенная на замкнутом и ограниченном интервале, на самом деле равномерно непрерывный. В ходе доказательства он использовал лемму о том, что из любого счетного покрытия интервала меньшими открытыми интервалами можно выбрать конечное число из них, которые также покрывают его. Значение этой леммы было признано Эмиль Борель (1895 ), и он был обобщен на произвольные наборы интервалов Пьер Кузен (1895) и Анри Лебег (1904 ). В Теорема Гейне – Бореля, как теперь известен результат, является еще одно особое свойство, которым обладают замкнутые и ограниченные множества действительных чисел.

Это свойство было значительным, потому что позволяло переход от местная информация о наборе (например, о непрерывности функции) до глобальной информации о наборе (например, о равномерной непрерывности функции). Это мнение выразили Лебег (1904), который также использовал его при разработке интеграл теперь носит его имя. В конечном итоге русская школа точечная топология, под руководством Павел Александров и Павел Урысон, сформулировал компактность Гейне – Бореля таким образом, чтобы его можно было применить к современному понятию топологическое пространство. Александров и Урысон (1929) показал, что более ранняя версия компактности, созданная Фреше, теперь называется (относительной) последовательная компактность, при соответствующих условиях, вытекающих из версии компактности, сформулированной в терминах существования конечных подпокрытий. Именно это понятие компактности стало доминирующим, потому что оно было не только более сильным свойством, но и могло быть сформулировано в более общих условиях с минимумом дополнительных технических средств, поскольку оно полагалось только на структуру открытых множеств. в космосе.

Основные примеры

Любой конечное пространство тривиально компактно. Нетривиальный пример компактного пространства - (замкнутое) единичный интервал [0,1] из действительные числа. Если выбрать бесконечное количество различных точек в единичном интервале, то должно быть несколько точка накопления в этом интервале. Например, члены последовательности с нечетными номерами 1, 1/2, 1/3, 3/4, 1/5, 5/6, 1/7, 7/8, ... становятся произвольно близкими к 0, а четные - произвольно близкими к 1. Приведенная последовательность примеров показывает важность включения граница точек интервала, так как предельные точки должно быть в самом пространстве - открытый (или полуоткрытый) интервал действительных чисел не является компактным. Также очень важно, чтобы интервал был ограниченный, поскольку в интервале [0,∞), можно было выбрать последовательность точек 0, 1, 2, 3, ..., из которых никакая подпоследовательность в конечном итоге не приближается произвольно к любому заданному действительному числу.

В двух измерениях, закрытых диски компактны, поскольку для любого бесконечного числа точек, выбранных с диска, некоторое подмножество этих точек должно быть произвольно близко либо к точке внутри диска, либо к точке на границе. Однако открытый диск не является компактным, потому что последовательность точек может стремиться к границе, не приближаясь произвольно к какой-либо точке внутри. Точно так же сферы компактны, но сфера, в которой отсутствует точка, не является, поскольку последовательность точек все еще может стремиться к отсутствующей точке, тем самым не приближаясь произвольно к какой-либо точке. в космос. Линии и плоскости не являются компактными, поскольку можно взять набор равноотстоящих точек в любом заданном направлении, не приближаясь к какой-либо точке.

Определения

В зависимости от уровня общности могут применяться различные определения компактности. Подмножество Евклидово пространство в частности, называется компактным, если он закрыто и ограниченный. Это означает, что Теорема Больцано – Вейерштрасса, что любое бесконечное последовательность из набора есть подпоследовательность который сходится к точке в наборе. Различные эквивалентные понятия компактности, такие как последовательная компактность и предельная компактность, можно развить в целом метрические пространства.^[4]

Напротив, различные понятия компактности в общем случае не эквивалентны. топологические пространства, и наиболее полезное понятие компактности, первоначально называвшееся бикомпактность- определяется с помощью охватывает состоящий из открытые наборы (видеть Определение открытой крышки ниже). То, что эта форма компактности имеет место для замкнутых и ограниченных подмножеств евклидова пространства, известно как Теорема Гейне – Бореля. Компактность, когда ее определяют таким образом, часто позволяет брать информацию, которая известна локально -в район каждой точки пространства - и распространить ее на информацию, которая хранится глобально во всем пространстве. Примером этого явления является теорема Дирихле, к которой она была первоначально применена Гейне, о том, что непрерывная функция на компактном интервале есть равномерно непрерывный; здесь непрерывность - это локальное свойство функции, а равномерная непрерывность - соответствующее глобальное свойство.

Определение открытой крышки

Формально топологическое пространство Икс называется компактный если каждый из его открытые крышки имеет конечный прикрытие.^[8] То есть, Икс компактна, если для каждой коллекции C открытых подмножеств Икс такой, что

${displaystyle X=igcup _{xin C}x}$,

Существует конечный подмножество F из C такой, что

${displaystyle X=igcup _{xin F}x.}$

Некоторые разделы математики, такие как алгебраическая геометрия, как правило, под влиянием французской школы Бурбаки, используйте термин квазикомпактный для общего понятия и зарезервировать срок компактный для топологических пространств, которые являются Хаусдорф и квазикомпактный. Компактный набор иногда называют компактный, множественное число компакта.

Компактность подмножеств

Подмножество K топологического пространства Икс называется компактным, если оно компактно как подпространство (в топология подпространства ). То есть, K компактно, если для любого произвольного набора C открытых подмножеств Икс такой, что

${displaystyle Ksubseteq igcup _{cin C}c}$,

Существует конечный подмножество F из C такой, что

${displaystyle Ksubseteq igcup _{cin F}c}$.

Компактность - это «топологическое» свойство. То есть, если ${displaystyle Ksubset Zsubset Y}$, с подмножеством Z снабженный топологией подпространства, то K компактна в Z если и только если K компактна в Y.

Эквивалентные определения

Если Икс является топологическим пространством, то следующие условия эквивалентны:

1. Икс компактный.
2. Каждый открытая крышка из Икс имеет конечный прикрытие.
3. Икс имеет такую ​​подбазу, что каждое покрытие пространства членами подбазы имеет конечное подпокрытие (Теорема Александера о суббазе )
4. Икс является Линделёф и счетно компактный^[9]
5. Любой набор замкнутых подмножеств Икс с свойство конечного пересечения имеет непустое пересечение.
6. Каждый сеть на Икс имеет конвергентную подсеть (см. статью о сети для доказательства).
7. Каждый фильтр на Икс имеет сходящееся уточнение.
8. Каждая сеть на Икс имеет кластерную точку.
9. Каждый фильтр на Икс имеет кластерную точку.
10. Каждый ультрафильтр на Икс сходится хотя бы к одной точке.
11. Каждое бесконечное подмножество Икс имеет точка полного накопления.^[10]

Евклидово пространство

Для любого подмножество А из Евклидово пространство ℝ^п, А компактен тогда и только тогда, когда он закрыто и ограниченный; это Теорема Гейне – Бореля.

Как Евклидово пространство является метрическим пространством, условия следующего пункта также применимы ко всем его подмножествам. Из всех эквивалентных условий на практике проще всего проверить, что подмножество замкнуто и ограничено, например, для замкнутого интервал или закрыто п-мяч.

Метрические пространства

Для любого метрического пространства (Икс, d), следующие эквивалентны (при условии, что счетный выбор ):

1. (Икс, d) компактный.
2. (Икс, d) является полный и полностью ограниченный (это также эквивалентно компактности для равномерные пространства ).^[11]
3. (Икс, d) последовательно компактно; то есть каждый последовательность в Икс имеет сходящуюся подпоследовательность, предел которой находится в Икс (это также эквивалентно компактности для исчисляемый первым равномерные пространства ).
4. (Икс, d) компактно в предельной точке (также называется счетно компактным); то есть каждое бесконечное подмножество Икс имеет по крайней мере один предельная точка в Икс.
5. (Икс, d) является образом непрерывной функции из Кантор набор.^[12]

Компактное метрическое пространство (Икс, d) также удовлетворяет следующим свойствам:

1. Лемма Лебега о числах: Для каждой открытой обложки Икс, существует номер δ > 0 так что каждое подмножество Икс диаметра < δ содержится в каком-то члене обложки.
2. (Икс, d) является счетный, отделяемый и Линделёф - эти три условия эквивалентны для метрических пространств. Обратное неверно; например, счетное дискретное пространство удовлетворяет этим трем условиям, но не является компактным.
3. Икс замкнуто и ограничено (как подмножество любого метрического пространства, ограниченная метрика которого d). Обратное может быть неверным для неевклидова пространства; например то реальная линия оснащен дискретная метрика замкнуто и ограничено, но не компактно, так как совокупность всех синглтоны пространства - открытое покрытие, не допускающее конечного подпокрытия. Он полный, но не полностью ограничен.

Характеризация непрерывными функциями

Позволять Икс быть топологическим пространством и C (Икс) кольцо действительных непрерывных функций на Икс. Для каждого п ∈ Икс, оценочная карта ${displaystyle operatorname {ev} _{p}colon C(X) o mathbf {R} }$данный ev_п(ж)=ж(п) является гомоморфизмом колец. В ядро из ev_п это максимальный идеал, поскольку поле вычетов C (Икс) / ker ev_п это поле действительных чисел, первая теорема об изоморфизме. Топологическое пространство Икс является псевдокомпактный тогда и только тогда, когда каждый максимальный идеал в C (Икс) имеет поле вычетов действительных чисел. За полностью регулярные пространства, это эквивалентно тому, что каждый максимальный идеал является ядром оценочного гомоморфизма.^[13] Однако есть псевдокомпактные пространства, которые не являются компактными.

В общем, для непсевдокомпактных пространств всегда есть максимальные идеалы м в C (Икс) такое, что поле вычетов C (Икс)/м это (неархимедов ) гиперреальное поле. В рамках нестандартный анализ позволяет следующую альтернативную характеристику компактности:^[14] топологическое пространство Икс компактно тогда и только тогда, когда каждая точка Икс естественного расширения *ИКС является бесконечно близко в точку Икс₀ из Икс (точнее, Икс содержится в монада из Икс₀).

Гиперреальное определение

Пространство Икс компактно, если его гиперреальное расширение *ИКС (построенный, например, сверхмощная конструкция ) обладает тем свойством, что каждая точка *ИКС бесконечно близко к некоторой точке Икс⊂*ИКС. Например, открытый реальный интервал Икс = (0, 1) не компактно, потому что его гиперреальное расширение *(0,1) содержит бесконечно малые величины, бесконечно близкие к 0, не являющемуся точкой Икс.

Достаточные условия

• Замкнутое подмножество компакта компактно.^[15]
• Конечная союз компактов компактен.
• А непрерывный образ компактного пространства компактен.^[16]
• Пересечение любого набора компактных подмножеств хаусдорфова пространства компактно (и замкнуто);
  • Если Икс не хаусдорфово, то пересечение двух компактных подмножеств может не быть компактным (см., например, сноску).^{[примечание 1]}
• В товар любого набора компактных пространств компактно. (Это Теорема Тихонова, что эквивалентно аксиома выбора.)
• В метризуемое пространство, подмножество компактно тогда и только тогда, когда оно последовательно компактный (при условии счетный выбор )
• Конечное множество с любой топологией компактно.

Свойства компактных пространств

• Компактное подмножество Пространство Хаусдорфа Икс закрыто.
  • Если Икс не хаусдорфово, то компактное подмножество Икс может не быть закрытым подмножеством Икс (см., например, сноску).^{[заметка 2]}
  • Если Икс не хаусдорфово, то замыкание компакта может не быть компактным (см., например, сноску).^{[заметка 3]}
• В любом топологическое векторное пространство (TVS) компактное подмножество полный. Однако каждая нехаусдорфова ТВП содержит компактные (и, следовательно, полные) подмножества, которые нет закрыто.
• Если А и B непересекающиеся компактные подмножества хаусдорфова пространства Икс, то существует непересекающееся открытое множество U и V в Икс такой, что А ⊆ U и B ⊆ V.
• Непрерывная биекция из компакта в хаусдорфово пространство - это гомеоморфизм.
• Компактное хаусдорфово пространство называется нормальный и обычный.
• Если пробел Икс компактно и хаусдорфово, то более тонкой топологии на Икс компактна и нет более грубой топологии на Икс Хаусдорф.
• Если подмножество метрического пространства (Икс, d) компактно, то это d-ограниченный.

Функции и компактные пространства

Поскольку непрерывный образ компактного пространства компактен, теорема об экстремальном значении: непрерывная вещественнозначная функция на непустом компакте ограничена сверху и достигает своего супремума.^[17] (В более общем смысле, это верно для полунепрерывной сверху функции.) Как своего рода обратное к приведенным выше утверждениям, прообраз компактного пространства под правильная карта компактный.

Компактификации

Каждое топологическое пространство Икс это открытый плотное подпространство компактного пространства, имеющего не более чем на одну точку больше, чем Икс, посредством Одноточечная компактификация Александрова. По той же конструкции каждые локально компактный Пространство Хаусдорфа Икс - открытое плотное подпространство компактного хаусдорфова пространства, имеющее не более чем на одну точку больше, чем Икс.

Упорядоченные компактные пространства

Непустое компактное подмножество действительные числа имеет наибольший элемент и наименьший элемент.

Позволять Икс быть просто заказал набор наделен топология заказа. потом Икс компактно тогда и только тогда, когда Икс это полная решетка (т.е. все подмножества имеют верхнюю и нижнюю границу).^[18]

Примеры

• Любой конечное топологическое пространство, в том числе пустой набор, компактный. В общем, любое пространство с конечная топология (только конечное число открытых множеств) компактно; это включает, в частности, тривиальная топология.
• Любое пространство, несущее конфинитная топология компактный.
• Любой локально компактный Хаусдорфово пространство можно превратить в компактное пространство, добавив к нему одну точку с помощью Одноточечная компактификация Александрова. Одноточечная компактификация ℝ гомеоморфен кругу S¹; одноточечная компактификация ℝ² гомеоморфен сфере S². Используя одноточечную компактификацию, можно также легко построить компактные пространства, которые не являются хаусдорфовыми, начав с нехаусдорфовых пространств.
• В топология правильного порядка или же топология левого порядка на любом ограниченном полностью заказанный набор компактный. Особенно, Пространство Серпинского компактный.
• Нет дискретное пространство с бесконечным числом точек компактна. Сборник всех синглтоны пространства есть открытое покрытие, не допускающее конечного подпокрытия. Конечные дискретные пространства компактны.
• В ℝ несущий топология нижнего предела, ни одно несчетное множество не компактно.
• в составная топология на несчетном множестве бесконечное множество не является компактным. Как и в предыдущем примере, пространство в целом не локально компактный но все еще Линделёф.
• Закрытый единичный интервал [0,1] компактный. Это следует из Теорема Гейне – Бореля. Открытый интервал (0,1) не компактный: открытая крышка ${displaystyle left({frac {1}{n}},1-{frac {1}{n}}ight)}$ за п = 3, 4, …  не имеет конечного подпокрытия. Аналогично, набор рациональное число в закрытом интервале [0,1] не компактно: множества рациональных чисел в интервалах ${displaystyle left[0,{frac {1}{pi }}-{frac {1}{n}}ight] { ext{and}} left[{frac {1}{pi }}+{frac {1}{n}},1ight]}$ покрыть все рациональные числа в [0, 1] для п = 4, 5, ...  но у этого покрытия нет конечного дополнительного покрытия. Здесь множества открыты в топологии подпространства, даже если они не открыты как подмножестваℝ.
• Набор ℝ всех действительных чисел не является компактным, так как существует покрытие открытых интервалов, не имеющее конечного подпокрытия. Например, интервалы (п−1, п+1) , куда п принимает все целые значения в Z, крышка ℝ но конечного подпокрытия нет.
• С другой стороны, расширенная строка действительных чисел несущий аналогичную топологию является компактный; обратите внимание, что описанная выше крышка никогда не достигнет бесконечно удаленных точек. Фактически в наборе есть гомеоморфизм в [-1,1] отображения каждой бесконечности в соответствующую единицу и каждое действительное число в ее знак, умноженный на уникальное число в положительной части интервала, что приводит к его абсолютному значению при делении на единицу минус сам, и поскольку гомеоморфизмы сохраняют покрывает, можно вывести свойство Гейне-Бореля.
• Для каждого натуральное число п, то п-сфера компактный. Опять же из теоремы Гейне – Бореля, замкнутый единичный шар любого конечномерного нормированное векторное пространство компактный. Это неверно для бесконечных измерений; на самом деле нормированное векторное пространство конечномерно тогда и только тогда, когда его закрытый шар компактный.
• С другой стороны, замкнутый единичный шар двойственного к нормированному пространству компактен для слабой * топологии. (Теорема Алаоглу )
• В Кантор набор компактный. Фактически, каждое компактное метрическое пространство является непрерывным образом канторова множества.
• Рассмотрим множество K всех функцийж : ℝ → [0,1] от действительной числовой прямой до замкнутого единичного интервала, и определим топологию на K так что последовательность ${displaystyle {f_{n}}}$ в K сходится к ж ∈ K если и только если ${displaystyle {f_{n}(x)}}$ сходится к ж(Икс) для всех действительных чисел Икс. Есть только одна такая топология; это называется топологией поточечная сходимость или топология продукта. потом K компактное топологическое пространство; это следует из Теорема Тихонова.
• Рассмотрим множество K всех функций ж : [0,1] → [0,1] удовлетворение Условие Липшица |ж(Икс) − ж(у)| ≤ |Икс − у| для всех Икс, у ∈ [0,1]. Рассмотрим на K метрика, индуцированная равномерное расстояние ${displaystyle d(f,g)=sup _{xin [0,1]}|f(x)-g(x)|.}$ Затем по Теорема Арцела – Асколи космос K компактный.
• В спектр любой ограниченный линейный оператор на Банахово пространство является непустым компактным подмножеством сложные числа ℂ. И наоборот, любое компактное подмножество ℂ возникает таким образом, как спектр некоторого ограниченного линейного оператора. Например, диагональный оператор в гильбертовом пространстве ${displaystyle ell ^{2}}$ может иметь любое компактное непустое подмножество ℂ как спектр.

Алгебраические примеры

• Компактные группы например, ортогональная группа компактны, а группы типа a общая линейная группа не.
• Поскольку п-адические целые числа находятся гомеоморфный к множеству Кантора они образуют компакт.
• В спектр любой коммутативное кольцо с Топология Зарисского (то есть, множество всех простых идеалов) компактно, но никогда Хаусдорф (кроме тривиальных случаев). В алгебраической геометрии такие топологические пространства являются примерами квазикомпактных схемы, «квази», относящееся к нехаусдорфовой природе топологии.
• В спектр булевой алгебры компактный, факт, который является частью Теорема о представлении камня. Каменные пространства, компактный полностью отключен Хаусдорфовы пространства образуют абстрактную основу, в которой изучаются эти спектры. Такие пространства также полезны при изучении проконечные группы.
• В структурное пространство коммутативной единицы Банахова алгебра компактное хаусдорфово пространство.
• В Куб Гильберта компактно, снова следствие теоремы Тихонова.
• А проконечная группа (например. Группа Галуа ) компактно.

Смотрите также

• Компактно сформированное пространство
• Теорема компактности
• Eberlein compactum
• Истощение компактами
• Пространство Линделёфа
• Метакомпактное пространство
• Нетерово топологическое пространство
• Ортокомпактное пространство
• Паракомпактное пространство
• Предкомпактный набор - также называемый полностью ограниченный
• Относительно компактное подпространство
• Полностью ограниченный

Примечания

1. Позволять Икс = { а, б } ∪ ℕ, U = { а } ∪ ℕ, и V = { б } ∪ ℕ. Endow Икс с топологией, порожденной следующими основными открытыми множествами: каждое подмножество ℕ открыт; единственные открытые наборы, содержащие а находятся Икс и U; и единственные открытые множества, содержащие б находятся Икс и V. потом U и V оба компактные подмножества, но их пересечение, которое ℕ, не компактный. Обратите внимание, что оба U и V являются компактными открытыми подмножествами, ни одно из которых не является замкнутым.
2. Позволять Икс = { а, б} и наделяем Икс с топологией { Икс, ∅, { а}}. потом { а} - компактное множество, но не замкнутое.
3. Позволять Икс быть набором неотрицательных целых чисел. Мы жертвуем Икс с топология конкретной точки путем определения подмножества U ⊆ Икс быть открытым тогда и только тогда, когда 0 ∈ U. потом S := { 0 } компактно, замыкание S все из Икс, но Икс не компактно, так как набор открытых подмножеств { { 0, Икс } : Икс ∈ Икс} не имеет конечного дополнительного покрытия.

Рекомендации

1. "Окончательный словарь высшего математического жаргона - компактный". Математическое хранилище. 2019-08-01. Получено 2019-11-25.
2. «Компактность | математика». Энциклопедия Британника. Получено 2019-11-25.
3. «секвенциально компактное топологическое пространство в nLab». ncatlab.org. Получено 2019-11-25.
4. «Последовательная компактность». www-groups.mcs.st-andrews.ac.uk. Получено 2019-11-25.
5. Клайн 1972, стр. 952–953; Бойер и Мерцбах 1991, п. 561
6. Клайн 1972, Глава 46, §2
7. Фреше, М. 1904. Обобщение теоремы Вейерштрасса. Анализируйте Mathematique.
8. Вайсштейн, Эрик В. «Компактное пространство». mathworld.wolfram.com. Получено 2019-11-25.
9. Howes 1995, стр. xxvi-xxviii. Ошибка sfn: цель отсутствует: CITEREFHowes1995 (помощь)
10. Келли 1955, п. 163
11. Архангельский и Федорчук 1990, Теорема 5.3.7
12. Уиллард 1970 Теорема 30.7.
13. Гиллман и Джерисон 1976, §5.6
14. Робинсон 1996, Теорема 4.1.13
15. Архангельский и Федорчук 1990, Теорема 5.2.3; Закрытый набор в компактном пространстве компактный в PlanetMath.org.; Замкнутые подмножества компакта компактны в PlanetMath.org.
16. Архангельский и Федорчук 1990, Теорема 5.2.2; Смотрите также Компактность сохраняется при непрерывном отображении в PlanetMath.org.
17. Архангельский и Федорчук 1990, Следствие 5.2.1
18. Стин и Зеебах, 1995 г., п. 67

Библиография

• Александров Павел; Урысон Павел (1929), "Mémoire sur les espaces topologiques compacts", Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen Te Amsterdam, Труды Секции математических наук, 14.
• Архангельский, А.В .; Федорчук, В. (1990), «Основные понятия и конструкции общей топологии», Архангельский, А.В .; Понтрягин, Л. (ред.), Общая топология I, Энциклопедия математических наук, 17, Спрингер, ISBN  978-0-387-18178-3.
• Архангельский, А. (2001) [1994], «Компактное пространство», Энциклопедия математики, EMS Press.
• Больцано, Бернар (1817), Rein analytischer Beweis des Lehrsatzes, dass zwischen je zwey Werthen, die ein entgegengesetzes Resultat gewähren, wenigstens eine reele Wurzel der Gleichung liege, Вильгельм Энгельманн (Чисто аналитическое доказательство теоремы о том, что между любыми двумя значениями, дающими результаты с противоположным знаком, лежит хотя бы один действительный корень уравнения).
• Борель, Эмиль (1895), "Sur quelques points de la théorie des fonctions", Научные Анналы Высшей Нормальной Школы, 3, 12: 9–55, Дои:10.24033 / asens.406, JFM  26.0429.03
• Бойер, Карл Б. (1959), История математического анализа и его концептуальное развитие, Нью-Йорк: Dover Publications, МИСТЕР  0124178.
• Бойер, Карл Бенджамин; Мерцбах, Ута Ц (1991), История математики (2-е изд.), John Wiley & Sons, Inc., ISBN  978-0-471-54397-8.
• Арсела, Чезаре (1895), "Sulle funzioni di linee", Mem. Accad. Sci. Ist. Болонья Cl. Sci. Fis. Мат., 5 (5): 55–74.
• Арсела, Чезаре (1882–1883 ​​гг.), "Работа во всей серии функций", Ренд. Dell 'Accad. R. Delle Sci. dell'Istituto di Bologna: 142–159.
• Асколи, Г. (1883–1884), "Le curve limiti di una varietà data di curve", Атти делла Р. Аккад. Dei Lincei Memorie della Cl. Sci. Fis. Мат. Nat., 18 (3): 521–586.
• Фреше, Морис (1906), "Sur quelques points du Calcul fonctionnel", Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo, 22 (1): 1–72, Дои:10.1007 / BF03018603, HDL:10338.dmlcz / 100655, S2CID  123251660.
• Гиллман, Леонард; Джерисон, Мейер (1976), Кольца непрерывных функций, Springer-Verlag.
• Хоус, Норман Р. (23 июня 1995 г.). Современный анализ и топология. Тексты для выпускников по математике. Нью-Йорк: Springer-Verlag Наука и деловые СМИ. КАК В  0387979867. ISBN  978-0-387-97986-1. OCLC  31969970.
• Келли, Джон (1955), Общая топология, Тексты для выпускников по математике, 27, Springer-Verlag.
• Клайн, Моррис (1972), Математическая мысль с древних времен до наших дней (3-е изд.), Oxford University Press (опубликовано в 1990 г.), ISBN  978-0-19-506136-9.
• Лебег, Анри (1904), Leçons sur l'intégration et la recherche des fonctions primitives, Готье-Виллар.
• Робинсон, Авраам (1996), Нестандартный анализ, Издательство Принстонского университета, ISBN  978-0-691-04490-3, МИСТЕР  0205854.
• Scarborough, C.T .; Стоун, A.H. (1966), «Продукты почти компактных пространств» (PDF), Труды Американского математического общества, Труды Американского математического общества, Vol. 124, №1, 124 (1): 131–147, Дои:10.2307/1994440, JSTOR  1994440.
• Стин, Линн Артур; Seebach, J. Arthur Jr. (1995) [1978], Контрпримеры в топологии (Переиздание Dover Publications, изд. 1978 г.), Берлин, Нью-Йорк: Springer-Verlag, ISBN  978-0-486-68735-3, МИСТЕР  0507446
• Уиллард, Стивен (1970), Общая топология, Дуврские публикации, ISBN  0-486-43479-6

внешняя ссылка

• Счетно компактный в PlanetMath.org.
• Сундстрём, Маня Раман (2010). «Педагогическая история компактности». arXiv:1006.4131v1 [math.HO ].

---

В этой статье использованы материалы из Примеры компактных пространств на PlanetMath, который находится под лицензией Лицензия Creative Commons Attribution / Share-Alike.