Кіріспе

Топологиялық кеңістіктерде, онда санаулы көптеген тығыз ашық жиынтықтардың қиылысуы тығыз болады. Бейр категориясы теоремасы (БКТ) – жалпы топология және функционалдық анализдегі маңызды нәтиже. Теореманың екі түрі бар, олардың әрқайсысы топологиялық кеңістіктің Бейр кеңістігі болуы үшін жеткілікті шарттарды береді (яғни санаулы көптеген тығыз ашық жиынтықтардың қиылысуы әлі де тығыз болатын топологиялық кеңістік). Ол талдау және геометрияның көптеген салаларындағы нәтижелерді дәлелдеуде қолданылады, соның ішінде функционалдық анализдің негізгі теоремалары да бар. Бейр категориясы теоремасының нұсқаларын алғаш рет 1897 жылы Осгуд нақты түзу үшін, ал 1899 жылы Бейр – Евклид кеңістігі үшін тәуелсіз түрде дәлелдеді. Толық метризацияланатын кеңістіктер үшін одан да жалпылама тұжырымды алғаш рет 1914 жылы Хаусдорф көрсетті.

Айтылым

Бейр кеңістігі – ашық тығыз жиындардың кез келген саналатын қиылысы тығыз болатын топологиялық кеңістік. Қатысты мақаланы қараңыз, себебі кейбір сипаттамалар қолданылуына байланысты басқаларына қарағанда тиімдірек болуы мүмкін. (BCT1) Кез келген толық псевдометриялық кеңістік – Бейр кеңістігі. Атап айтқанда, кез келген толық метрикалық кеңістік – Бейр кеңістігі. (BCT2) Кез келген жергілікті компактты тұрақты кеңістік – Бейр кеңістігі. Атап айтқанда, кез келген жергілікті компактты Хаусдорф кеңістігі – Бейр кеңістігі. Бұл екі тұжырым бір-бірін тікелей білдірмейді, себебі жергілікті компактты емес толық метрикалық кеңістіктер бар (төменде анықталған метрикасы бар иррационал сандар; сондай-ақ, шексіз өлшемді кез келген Банах кеңістігі), және метрикаланбайтын жергілікті компактты Хаусдорф кеңістіктері бар (мысалы, тривиальды емес компактты Хаусдорф кеңістіктерінің кез келген санауға келмейтін көбейтіндісі сондай; сонымен қатар, функционалдық талдауда қолданылатын бірнеше функциялық кеңістіктер; санауға келмейтін Форт кеңістігі). Сілтемелерде Стин және Зеебахты қараңыз.

Таңдау аксиомасының байланысы

Кез келген толық метрикалық кеңістік үшін BCT1-дің дәлелдемесі таңдау аксиомасының кейбір түрін қажет етеді; және шындығында BCT1, ZF жүйесінде тәуелді таңдау аксиомасына, таңдау аксиомасының әлсіз түріне эквивалентті. Толық метрикалық кеңістік бөлінетін деп ескерілетін Байр категориясы теоремасының шектеулі түрі, ZF жүйесінде қосымша таңдау принциптері қолданбай-ақ дәлелдене алады. Бұл шектеулі форма, атап айтқанда, нақты сандар түзуіне, Бейр кеңістігіне, Кантор кеңістігіне және кеңістік сияқты ажыратылатын Гильберт кеңістігіне қолданылады.