Кіріспе

Ашық жиынтықтардың саналатын қиылысы DISPLAYTITLE:Gδ жиынтығы Топология математикалық саласында, Gδ жиынтығы – топологиялық кеңістіктің ашық жиынтықтардың саналатын қиылысынан құралған кіші жиынтығы. Бұл белгілену неміс тіліндегі "Gebiet" және "Durchschnitt" сөздерінен шыққан. Тарихи тұрғыдан Gδ жиынтықтары "ішкі шектеу жиынтықтары" деп те аталған, бірақ қазір бұл терминология қолданылмайды. Gδ жиынтықтары және олардың дуалы – F жиынтықтары, Борел иерархиясының екінші деңгейін құрайды.

Анықтама

Топологиялық кеңістікте Gδ жиыны — ашық жиындардың санаулы қиылысы. Gδ жиындары — Борел иерархиясының Π деңгейлік жиындарының нақты жиындары.

Мысалдар

Кез келген ашық жиын тривиальды түрде Gδ жиыны болып табылады. Иррационалды сандар нақты сандардағы Gδ жиыны болып табылады. Оларды ашық жиындардың (үстіңгі индекспен оның толықтыруы белгіленеді) саналатын қиылысы ретінде жазуға болады, мұнда рационалды сандар. Рационалды сандар жиыны Gδ жиыны емес. Егер ол ашық жиындардың қиылысы болса, онда олардың әрқайсысы нақты сандарда тығыз болар еді, өйткені нақты сандар тығыз. Алайда, жоғарыдағы құрылым иррационалды сандарды ашық, тығыз жиындардың саналатын қиылысы ретінде берді. Осы екі жиынның қиылысын алғанда, бос жиын нақты сандардағы ашық, тығыз жиындардың саналатын қиылысы болып шығады, бұл Бейр категориясы теоремасына қайшы келеді. Кез келген нақты мәнді функцияның үздіксіздік жиыны оның анықталу облысының Gδ кіші жиыны болып табылады (көбірек жалпылама тұжырым үшін "Қасиеттері" бөлімін қараңыз). Барлық жерде дифференциалданатын нақты мәнді функцияның туындысының нөлдік жиыны Gδ жиыны болып табылады; ол Помпеюдің құрылымы көрскендей, бос ішкі бөлігі бар тығыз жиын болуы мүмкін. -дағы кез келген нүктеде дифференциалданбайтын функциялар жиыны метрикалық кеңістіктің тығыз Gδ кіші жиынын қамтиды (қараңыз).

Қасиеттері

Метрикалық (және топологиялық) кеңістіктердегі Gδ жиындарының ұғымы метрикалық кеңістіктің толықтығымен де, сондай-ақ Бейр категориясы теоремасымен де байланысты. Төмендегі қасиеттер тізімінде толыққанды метризацияланатын кеңістіктер туралы нәтижеге назар аударыңыз. Жинақтар және олардың толықтырғыштары нақты анализде, әсіресе өлшемдер теориясында маңызды рөл атқарады.

Негізгі қасиеттері

Gδ жиынтығының толықтыруы Fσ жиынтығы және керісінше. Саналатын көптеген Gδ жиындарының қиылысы Gδ жиынтығы болып табылады. Gδ жиынтықтарының шекті санының біріктірілісі Gδ жиынтығы болып табылады. Gδ жиынтықтарының саналатын біріктірілісі (оны Gδσ жиынтығы деп атайды) жалпы жағдайда Gδ жиынтығы емес. Мысалы, рационал сандар Gδ жиынтығын құрамайды. Топологиялық кеңістікте, кез келген нақты мәнді үздіксіз функцияның нөлдік жиыны (жабық) Gδ жиынтығы болып табылады, себебі ол ашық жиындардың қиылысы болып табылады. Метрикалық кеңістікте, кез келген жабық жиын Gδ жиынтығы болып табылады және, дуалды түрде, кез келген ашық жиын Fσ жиынтығы болып табылады. Расында, жабық жиын – үздіксіз функцияның нөлдік жиыны, мұнда жиынға дейінгі нүктенің қашықтығын білдіреді. Псевдометрикалық кеңістіктерде де осылай. Бірінші саналатын T1 кеңістігінде, кез келген жеке элемент Gδ жиынтығы болып табылады. Толық метрикалық кеңістіктің ішкі кеңістігі, өзі толық метрикалық кеңістік болса және ғана, егер ол Gδ жиынтығы болса. Поляк кеңістігінің ішкі кеңістігі, өзі поляк кеңістігі болса және ғана, егер ол Gδ жиынтығы болса. Бұл толық метрикалық ішкі кеңістіктер туралы бұрынғы нәтижеден және бөлінетін метрикалық кеңістіктің кез келген ішкі кеңістігі бөлінетін болғандықтан туындайды. Топологиялық кеңістік поляк кеңістігі болады, егер ол компактты метрикалық кеңістіктің Gδ ішкі жиынына гомеоморфты болса және ғана.

Нақты бағаланған функциялар үздіксіздік жиынтығы

Топологиялық кеңістіктен метрикалық кеңістікке дейінгі функцияның үздіксіздік нүктелерінің жиынтығы – жиын болып табылады. Себебі, бір нүктедегі үздіксіздік мына формуламен анықталады: Кез келген оң бүтін сан үшін, сол нүктені қамтитын ашық жиын бар, яғни, егер мәні берілген болса, онда осыған сәйкес ашық жиын табылады. Бұл жиын өзі ашық жиын (ашық жиындардың біріндісі), ал бойыншағы жалпы квантор осы жиындардың (саналатын) қиылысына сәйкес келеді. Осының салдары ретінде, иррационал сандар функцияның үздіксіздік нүктелерінің жиынтығы бола алады (попкорн функциясына қараңыз), бірақ тек рационал сандарда ғана үздіксіз болатын функцияны құру мүмкін емес. Нақты түзуде кері теорема да орындалады; нақты түзудің кез келген Gδ ішкі жиыны үшін, нүктелерінде ғана үздіксіз болатын функция бар.

Gδ кеңістігі

Gδ кеңістігі — әрбір жабық жиын Gδ жиыны болатын топологиялық кеңістік. Нормальды кеңістік, сонымен қатар Gδ кеңістігі болса, толық нормальды деп аталады. Мысалы, әрбір метрикалық кеңістік толық нормальды болады.