Кіріспе
Математикада топологиялық кеңістік, егер ол саналатын, тығыз кіші жиынтықты қамтитын болса, ажыратылатын деп аталады; яғни, кеңістіктің әрбір бос емес ашық кіші жиынтығында кеңістіктің элементтерінің тізбегінің кем дегенде бір элементі болады. Саналатын аксиомалар сияқты, ажыратылатындық – бұл өлшемнің шектеуі, міндетті түрде кардиналдық емес (бірақ Хаусдорф аксиомасы болғанда, осылай болады; төменде қараңыз), бірақ одан да нәзік топологиялық мағынада. Атап айтқанда, бейнесі Хаусдорф кеңістігінің кіші жиынтығы болатын ажыратылатын кеңістіктегі кез келген үздіксіз функция оның саналатын тығыз кіші жиынтығындағы мәндерімен анықталады. Ажыратылатындықты екінші саналатынмен салыстырыңыз, ол жалпы алғанда күштірек, бірақ метрикалық кеңістіктер класында эквивалентті.
In mathematics, a topological space is called separable if it contains a countable, dense subset; that is, there exists a sequence of elements of the space such that every nonempty open subset of the space contains at least one element of the sequence. Like the other axioms of countability, separability is a "limitation on size", not necessarily in terms of cardinality (though, in the presence of the Hausdorff axiom, this does turn out to be the case; see below) but in a more subtle topological sense. In particular, every continuous function on a separable space whose image is a subset of a Hausdorff space is determined by its values on the countable dense subset. Contrast separability with the related notion of second countability, which is in general stronger but equivalent on the class of metrizable spaces.
Алғашқы мысалдар
Кез келген топологиялық кеңістік, егер ол өзі шекті немесе саналатын шексіз болса, бөлінетін болады, себебі бүкіл кеңістік – өзінің саналатын тығыз ішкі жиыны. Санауға келмейтін бөлінетін кеңістіктің маңызды мысалы – рационал сандардың саналатын тығыз ішкі жиынын құрайтын нақты түзу. Сол сияқты, рационал сандардың барлық ұзындығы векторларының жиыны , нақты сандардың барлық ұзындығы векторларының жиынының саналатын тығыз ішкі жиыны болып табылады, сондықтан кез келген , өлшемді Евклид кеңістігі бөлінетін болады. Бөлінетін емес кеңістіктің қарапайым мысалы – санаусыз кардиналдығы бар дискретті кеңістік. Қосымша мысалдар төменде келтірілген.
Кардиналдылығы
Бөлу қасиетінің өзі топологиялық кеңістіктің кардиналдығына ешқандай шектеулер қоймайды: тривиальды топологияға ие кез келген жиын бөлінетін, сондай-ақ екінші санаулы, квази-компактты және байланысқан болады. Тривиальды топологияның "мәселесі" – оның нашар бөлу қасиеттері: оның Колмогоров тілімі бірнүктелік кеңістік болып табылады. Бірінші санаулы, бөлінетін Гаусдорф кеңістігі (әсіресе, бөлінетін метрикалық кеңістік) ең көп дегенде континуумның кардиналдығына ие. Мұндай кеңістікте жабылу тізбектердің лимиттерімен анықталады және кез келген жинақты тізбектің ең көп дегенде бір лимиті болады, сондықтан саналатын тығыз ішкі жиынтықтағы мәндері бар жинақты тізбектер жиынынан сюръективті бейнелеу бар. Бұл жабылу сүзгі негіздерінің лимиттері арқылы сипатталады: егер және , онда тек және ғана егер сүзгі негізінің ішкі жиындары бар болса, ол жабылады. Мұндай сүзгі негіздері жиынының кардиналдығы ең көп дегенде болады. Сонымен қатар, Гаусдорф кеңістігінде әрбір сүзгі негізінің ең көп дегенде бір лимиті болады. Сондықтан, бір аргументтер жалпы нәтижеге қол жеткізген кезде сюръективтілік болады: егер Хаусдорф топологиялық кеңістігінде кардиналдығы бар тығыз ішкі жиыны болса деп есептейік. Континуумнан көп емес бөлінетін кеңістіктердің көбейтіндісі бөлінетін кеңістік болады. Атап айтқанда, нақты сызықтан өзіне дейінгі барлық функциялар кеңістігі, көбейтінді топологиясымен жабдықталған, бөлінетін Гаусдорф кеңістігі болып табылады. Жалпы, егер кез келген шексіз кардинал болса, онда ең көп кеңістіктердің ең көп тығыз ішкі жиындары бар ең көп санды кеңістіктердің көбейтіндісі өзі ең көп санды тығыз ішкі жиынына ие (Хевитт-Марчевски-Пондичери теоремасы).
A separable Hausdorff space has cardinality at most , where is the cardinality of the continuum. For this closure is characterized in terms of limits of filter bases: if and , then if and only if there exists a filter base consisting of subsets of that converges to The cardinality of the set of such filter bases is at most Moreover, in a Hausdorff space, there is at most one limit to every filter base. Therefore, there is a surjection when
The same arguments establish a more general result: suppose that a Hausdorff topological space contains a dense subset of cardinality Then has cardinality at most and cardinality at most if it is first countable. The product of at most continuum many separable spaces is a separable space In particular the space of all functions from the real line to itself, endowed with the product topology, is a separable Hausdorff space of cardinality More generally, if is any infinite cardinal, then a product of at most spaces with dense subsets of size at most has itself a dense subset of size at most (Hewitt–Marczewski–Pondiczery theorem).
Конструктивті математика
Бөлінушілік сандық талдау және конструктивті математикада ерекше маңызды, себебі бөлінбес кеңістіктер үшін дәлелденген көптеген теоремалар бөлінуші кеңістіктер үшін ғана конструктивті дәлелдерге ие. Мұндай конструктивті дәлелдерді сандық талдауда қолдануға болатын алгоритмдерге айналдыруға болады, және олар конструктивті талдауда қабылданатын жалғыз дәлел түрі болып табылады. Мұндай теореманың белгілі бір мысалы – Хан-Банах теоремасы.
Бөлекке бөлінетін кеңістіктер
Әрбір компактты метрикалық кеңістік (немесе метризацияланатын кеңістік) ажыратылатын болады. Ажыратылатын кеңістіктердің саналатын санының біріккені кез келген топологиялық кеңістік болып табылады. Бірге бұл алғашқы екі мысал өлшемді Евклид кеңістігінің ажыратылатындығын дәлелдейді. Компактты ішкі жиыннан нақты түзуге дейінгі барлық үздіксіз функциялар кеңістігі ажыратылатын болады. σ-алгебрасы саналатын түрде туындаған және өлшемі σ-шекті өлшем кеңістігіндегі Лебег кеңістіктері кез келген үшін ажыратылатын болады. Бірлік аралығындағы біртекті жинақылық метрикасымен қарастырылған үздіксіз нақты бағаланған функциялар кеңістігі ажыратылатын кеңістік болып табылады, өйткені Вайерштрасс жуықтау теоремасынан бір айнымалыдағы көпмүшелер жиыны саналатын тығыз ішкі жиынтық болып табылады. Банах–Мазур теоремасы кез келген ажыратылатын Банах кеңістігінің жабық сызықтық ішкі кеңістігіне изометриялық түрде изоморфты екенін мәлімдейді. Гилберт кеңістігі саналатын ортонормалды базисқа ие болса және тек сонда ғана ажыратылатын болады. Осыдан кез келген ажыратылатын, шексіз өлшемді Гилберт кеңістігі квадраттар жиынтығы кеңістігіне изометриялық болады. Ажыратылатын, бірақ екінші рет саналатын емес кеңістіктің мысалы – төменгі лимит топологиясымен жабдықталған нақты сандар жиыны – Соргенфрей сызығы. Ажыратылатын σ-алгебрасы – бұл σ-алгебрасы, ол метрикалық кеңістік ретінде қарастырылғанда ажыратылатын кеңістік болып табылады.
Бөлек емес кеңістіктер
Бірінші санауға келмейтін ординал, оның табиғи реттік топологиясымен жабдықталған, ажыратылмайды. Барлық шектелген нақты тізбектердің Банах кеңістігі, жоғарғы нормамен, ажыратылмайды. Сол сияқты, Банах кеңістігі де ажыратылмайды. Шектелген вариациядағы функциялардың Банах кеңістігі ажыратылмайды; бірақ, бұл кеңістіктің математика, физика және инженерия салаларында өте маңызды қолданыстары бар.