Кіріспе
Математикада, компактты ашық топология – екі топологиялық кеңістік арасындағы үздіксіз функциялар жиынында анықталатын топология. Компактты ашық топология функциялық кеңістіктерде кеңінен қолданылатын топологиялардың бірі болып табылады және гомотопия теориясы мен функционалдық анализде қолданылады. Оны 1945 жылы Ральф Фокс енгізген. Егер қарастырылып отырған функциялардың мәндер жиыны біртекті құрылымға немесе метрикалық құрылымға ие болса, онда компактты ашық топология "компактты жиындардағы біртекті жуықтасу топологиясы" болып табылады. Яғни, функциялар тізбегі компактты ашық топологияда дәл сол кезде ғана жақындайды, ол доменнің кез келген компактты ішкі жиынында біртекті жақындасады.
Анықтама
X және Y екі топологиялық кеңістік болсын, ал C(X, Y) – X және Y арасындағы барлық үздіксіз функциялар жиыны болсын. X-тің компактты K жиыны мен Y-дің ашық U жиыны берілгенде, V(K, U) – f ∈ C(X, Y) шартын қанағаттандыратын барлық f функцияларының жиыны болсын, яғни f(K) ⊆ U. Басқаша айтқанда, мұндай V(K, U) жиындарының жиынтығы C(X, Y) кеңістігіндегі компактты-ашық топологияның суббазасын құрайды. (Бұл жиын C(X, Y) кеңістігіндегі топологияның негізін әрқашан құрамайды.) Компактты түрде туындаған кеңістіктер санатында жұмыс істегенде, бұл анықтаманы компактты Хаусдорф кеңістігінің бейнесі болып табылатын K жиындарынан құрылған суббазаға шектеу арқылы өзгерту жиі кездеседі. Әрине, егер X компактты түрде туындаған және Хаусдорф кеңістігі болса, бұл анықтама бұрынғысымен сәйкес келеді. Дегенмен, компактты түрде туындаған әлсіз Хаусдорф кеңістіктерінің ыңғайлы санатының Картезиан жабық болуы үшін, басқа пайдалы қасиеттермен қатар, бұл өзгертілген анықтама маңызды. Бұл анықтама мен жоғарыдағы анықтама арасындағы шатасу «компакт» сөзінің әртүрлі қолданылуынан туындайды. Егер X жергілікті компактты болса, онда топологиялық кеңістіктер санатынан әрқашан оң жаққа қосымша оператор табылады. Бұл оператор компактты-ашық топологиямен сәйкес келеді және оны бірегей түрде анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Компактты түрде туындаған кеңістіктер үшін анықтаманы өзгертуді топологиялық кеңістіктер санатының орнына компактты түрде туындаған кеңістіктер санатындағы көбейтіндінің оң жаққа қосымша операторын алу ретінде қарастыруға болады, бұл оң жаққа қосымша оператордың әрқашан бар екенін қамтамасыз етеді.
Қасиеттері
Егер бір нүктелік кеңістік болса, онда C(*, Y) кеңістігі Y-мен сәйкестендіріледі, және осы сәйкестендіру бойынша компакт ашық топология Y кеңістігіндегі топологиямен келіседі. Көбінесе, егер X дискретті кеңістік болса, онда C(X, Y) кеңістігі Y кеңістігінің көшірмелерінің декарт көбейтіндісімен сәйкестендіріледі, ал компакт ашық топология өнім топологиясымен келіседі. Егер Y – [[T0 кеңістік, [[T1 кеңістік, Хаусдорф кеңістігі, реттелген немесе Тихонов кеңістігі болса, онда компакт ашық топологияда сәйкес ажырату аксиомасы болады. Егер X – Хаусдорф кеңістігі болса және S – Y кеңістігінің суббазасы болса, онда {V(K, U) : U ∈ S, K компакт} жиыны C(X, Y) кеңістігіндегі компакт ашық топологияның суббазасы болып табылады. Егер Y – метрикалық кеңістік болса (немесе жалпы алғанда, біркелкі кеңістік болса), онда компакт ашық топология компактты жинақталу топологиясына тең. Басқаша айтқанда, егер Y – метрикалық кеңістік болса, онда {fn} тізбегі f-ке компакт ашық топологияда егер және тек қана X кеңістігінің кез келген компактты K ішкі жиыны үшін {fn} тізбегі K жиынында f-ке біркелкі жинақталса. Егер X – компактты кеңістік болса және Y – біркелкі кеңістік болса, онда компакт ашық топология біркелкі жинақталу топологиясына тең. Егер X, Y және Z – топологиялық кеңістіктер болса, мұнда Y жергілікті компактты Хаусдорф кеңістігі (немесе тіпті жергілікті компактты пререгуляр кеңістік) болса, онда C(Y, Z) × C(X, Y) → C(X, Z) композициялық бейнесі, (f, g) ↦ f ∘ g арқылы берілген, үздіксіз болады (мұнда барлық функциялық кеңістіктерге компакт ашық топология беріледі және C(Y, Z) × C(X, Y) кеңістігіне өнім топологиясы беріледі). Егер X – жергілікті тығыз Хаусдорф кеңістігі болса, онда e : C(X, Y) × X → Y бағалау бейнесі, анықтамасы бойынша, үздіксіз. Бұл жоғарыда айтылғанның ерекше жағдайы ретінде қарастырылуы мүмкін, онда X бір нүктелік кеңістік болып табылады. Егер X – компактты кеңістік болса және Y – d метрикасы бар метрикалық кеңістік болса, онда C(X, Y) кеңістігіндегі компакт ашық топология метрикаланады, ал оның метрикасы C(X, Y) кеңістігіндегі f, g үшін беріледі.
Фрешеттің дифференциалдық функциялары
X және Y бір өріс үстінде анықталған екі Банах кеңістігі болсын, ал C^( m)(U, Y) – ашық жиын U ⊆ X-тен Y-ге дейінгі барлық m рет үздіксіз Фреше дифференциалдалатын функциялар жиынтығын белгілейді. Компакт ашық топология – , әрбір компактты K ⊆ U жиынтығы үшін семинормалармен индукцияланған бастапқы топология.
where , for each compact subset K ⊆ U.