Кіріспе

Топологиялық кеңістіктегі бір нүктедегі ортақ жергілікті қасиеттерімен бөлісетін объектілердің балама класы. Математикада, топологиялық кеңістіктегі / объектідегі "жақындық" (germ) ұғымы – бұл объектінің және осы сияқты басқа да объектілердің ортақ жергілікті қасиеттерін анықтайтын балама класы. Көбінесе, сөз болатын объектілер функциялар (немесе бейнелеулер) және жиынтықтардың ішкі жиындары болып табылады. Бұл идеяның нақты іске асырылуында, функциялардың немесе жиынтықтардың ішкі жиындарының аналитикалық немесе тегіс сияқты белгілі бір қасиеттері болуы мүмкін, бірақ жалпы жағдайда бұл міндетті емес (сұрақтағы функциялардың тіпті үздіксіз болуы да қажет емес). Дегенмен, "жақындық" сөзінің мағынасы болуы үшін, объект анықталған кеңістік топологиялық кеңістік болуы керек.

Атауы

Атауы дәндік түйіршік метафорасын жалғастыра отырып, астық тұқымынан шығарылған, себебі тұқым (жергілікті) функцияның "жүрегі", дәндік дән үшін болғандай.

Негізгі қасиеттері

Егер f және g x нүктесінде эквивалентті түйіршіктер болса, олардың барлық жергілікті қасиеттері бірдей болады, мысалы, үздіксіздік, дифференциалданушылық және т.б., сондықтан дифференциалданатын немесе аналитикалық түйіршік туралы сөйлеудің мәні бар. Сол сияқты, жиынтықтар үшін де: егер түйіршіктің бір өкілі аналитикалық жиын болса, онда барлық өкілдері де, кем дегенде, x нүктесінің бір жақын аймағында аналитикалық болады. Y мақсатындағы алгебралық құрылымдар, Y-дегі мәндері бар түйіршіктер жиынына мұра болады. Мысалы, егер Y тобы болса, онда түйіршіктерді көбейтудің мәні бар: [f]x[g]x анықтау үшін, бірінші кезекте f және g өкілдерін алыңыз, олар сәйкесінше U және V аймақтарында анықталған, және [f]x[g]x-ті fg нүктелік көбейтіндісінің (ол fg-де анықталған) x нүктесіндегі түйіршігі ретінде анықтаңыз. Сол сияқты, егер Y абельдік топ, векторлық кеңістік немесе сақина болса, онда түйіршіктер жиыны да солай болады. X-тен Y-ге дейінгі функциялардың x нүктесіндегі түйіршіктер жиынында дискретті топологиядан басқа пайдалы топология жоқ. Сондықтан түйіршіктердің жинақталған тізбегі туралы сөйлеудің көп мағынасы жоқ. Алайда, егер X және Y көпқырлылықтар болса, онда ұшқыштар кеңістіктерінде (функцияның x нүктесіндегі шекті ретті Тейлор қатары) топологиялар бар, өйткені оларды шекті өлшемді векторлық кеңістіктермен сәйкестендіруге болады.

Қалқанмен байланысы

Микроорганизмдер туралы идея – баулар мен пребаулардың анықтамасының негізінде жатыр. Топологиялық кеңістік X-тегі абельдік топтардың пребауы, X-тегі әрбір ашық жиын U-ға абельдік топты сәйкестендіреді. Мұндағы абельдік топтардың типикалық мысалдары: U-дағы нақты мәнді функциялар, U-дағы дифференциалдық формалар, U-дағы векторлық өрістер, U-дағы голоморфтық функциялар (X комплекс көптігі болған жағдайда), U-дағы тұрақты функциялар және U-дағы дифференциалдық операторлар. Егер онда, белгілі бір үйлесімділік шарттарын қанағаттандыратын шектеулік бейнелеу болады. Белгілі бір x үшін, егер x-тің маңында resWU(f) = resWV(g) (екі элементі де ) болатын жағдай болса, онда f және g элементтері x-те эквивалентті деп айтылады. Эквиваленттілік кластары пребаудың x нүктесіндегі сабағын құрайды. Бұл эквиваленттілік қатынасы – жоғарыда сипатталған түйіршік эквиваленттілігінің абстракциясы болып табылады. Түйіршіктерді баулар арқылы қарастыру түйіршіктер жиынындағы алгебралық құрылымдардың болуын түсіндіретін жалпы түсінік береді. Себебі сабақтардың құралуы шекті шектерді сақтайды. Бұл, егер T – Лоувир теориясы болса және F бауы T алгебрасы болса, онда кез келген Fx сабағы да T алгебрасы болады дегенді білдіреді.

Қолданбалар

Микроорганизмдерді қолданудағы маңызды түсінік – жергіліктілік: функцияның бір нүктедегі барлық жергілікті қасиеттерін оның микроорганизмін талдау арқылы зерттеуге болады. Олар Тейлор қатарларының обобщалануы болып табылады, және шындығында, дифференциалданатын функцияның микроорганизмінің Тейлор қатары анықталады: туындыларды есептеу үшін тек жергілікті мәліметтер ғана қажет. Микроорганизмдер динамикалық жүйелердің фазалық кеңістіктің таңдалған нүктелері маңындағы қасиеттерін анықтау үшін пайдалы: олар сингулярлық теория мен катастрофа теориясының негізгі құралдарының бірі болып табылады. Егер қарастырылып отырған топологиялық кеңістіктер Риман беттері немесе жалпы алғанда, күрделі аналитикалық кеңістіктер болса, онда олардағы голоморфтық функциялардың микроорганизмдерін қуат қатарлары ретінде қарастыруға болады, сондықтан микроорганизмдер жиыны аналитикалық функцияның аналитикалық жалғасы ретінде қарастырылуы мүмкін. Микроорганизмдер дифференциалдық геометриядағы тангенс векторларын анықтау үшін де қолданылуы мүмкін. Тангенс векторы сол нүктедегі микроорганизмдер алгебрасындағы нүктелік туынды ретінде қарастырылуы мүмкін.

Алгебралық қасиеттер

Жоғарыда айтылғандай, микробтар жиынтығының сақина сияқты алгебралық құрылымы болуы мүмкін. Көп жағдайда микробтар сақиналары кездейсоқ емес, олардың ерекше қасиеттері бар. X деген кеңістік болсын. Көп жағдайларда, әр x ∈ X үшін, x нүктесіндегі функциялардың микробтарының сақинасы жергілікті сақина болады. Мысалы, бұл топологиялық кеңістіктегі үздіксіз функциялар үшін; нақты манифольдтағы k рет дифференциалданатын, тегіс немесе аналитикалық функциялар үшін (егер мұндай функциялар анықталған болса); күрделі манифольдтағы голоморфтық функциялар үшін; алгебралық сан алуандықтағы реттелген функциялар үшін орындалады. Микробтар сақиналарының жергілікті сақиналар екендігі жергілікті сақиналы кеңістіктер теориясымен аксиоматизацияланады. Дегенмен, пайда болатын жергілікті сақиналардың түрлері қарастырылып отырған теорияға тікелей байланысты. Вейерштрасс дайындалу теоремасы голоморфтық функциялардың микробтары сақинасы Нотер сақинасы екенін көрсетеді. Сондай-ақ, бұл сақиналар реттелген сақиналар екені дәлелденді. Екінші жағынан, R-дегі тегіс функциялардың бастапқы нүктесіндегі микробтар сақинасын қарастырайық. Бұл сақина жергілікті, бірақ Нотер емес. Мұны түсіну үшін, осы сақинаның максималды идеалы m бастапқыда нөлге тең болатын барлық микробтардан тұратынын, ал mk қуаты k-1 туындылары нөлге тең болатын микробтардан тұратынын ескерейік. Егер бұл сақина Нотер болса, онда Крулл қиылысу теоремасы бойынша Тейлор қатары нөлге тең болатын тегіс функция нөлдік функция болар еді. Бірақ бұл дұрыс емес, себебі бұл сақина сондай-ақ бірегей факторлау домені де емес. Бұл осы UFD-лердің барлығы негізгі идеалдар бойынша өсу тізбегі шартын қанағаттандыратынына байланысты, бірақ негізгі идеалдардың шексіз өсу тізбегі бар. Қосылулар қатаң, өйткені x максималды идеал m-ге жатады. R-дегі үздіксіз функциялардың бастапқы нүктесіндегі микробтар сақинасының максималды идеалы m, m² = m шартын қанағаттандырады. Кез келген микроб f ∈ m, белгі функциясы sgn арқылы жазылуы мүмкін. f бастапқыда нөлге тең болғандықтан, бұл f-ты m-дегі екі функцияның көбейтіндісі ретінде көрсетеді, содан кейін қорытынды шығарылады. Бұл дерлік сақина теориясымен байланысты.