Кіріспе
Математикада Сирпинский кеңістігі – екі нүктеден тұратын, олардың тек біреуі ғана жабық болатын шекті топологиялық кеңістік. Бұл тривиальді де, дискретті де емес топологиялық кеңістіктің ең қарапайым мысалы. Ол Вацлав Сиерпинскийдің құрметіне аталған. Сирпинский кеңістігі есептеу және семантика теориясымен тығыз байланысты, себебі ол Скотт топологиясындағы ашық жиындарды жіктеуге арналған кеңістік болып табылады.
Топологиялық қасиеттер
Sierpiński кеңістігі – нақты бір нүкте топологиясының (нақты бір нүктесі 1 болатын) және шығарылған нүкте топологиясының (шығарылған нүктесі 0 болатын) ерекше жағдайы. Сондықтан, ол осы екі отбасының біреуімен немесе екеуімен де көптеген ортақ қасиеттерге ие.
Бөлу
0 және 1 нүктелері S-де топологиялық тұрғыдан ажыратылады, себебі бұл нүктелердің тек біреуін ғана қамтитын ашық жиын бар. Сондықтан S – Колмогоров (T0) кеңістігі. Дегенмен, S T1 емес, өйткені 1 нүктесі жабық емес. Осыдан S Хаусдорф кеңістігі емес екені шығады, сондай-ақ S үшін кез келген n-ге Tn шарттары да орындалмайды. S тұрақты емес (немесе толық тұрақты емес), себебі 1 нүктесі мен ажыратылған жабық жиынтықты аралықтармен бөлу мүмкін емес. (Т0 шарты орындалғанда тұрақтылық Хаусдорф кеңістігін білдіреді.) S бос емес ажыратылған жиындықтардың болмауына байланысты вакуумдық нормальды және толық нормальды. S толық нормальды емес, себебі ажыратылған жабық жиынтықтарды функция арқылы нақты бөлуге болмайды. Шындығында, ешқандай үздіксіз функцияның нөлдік жиынтығы бола алмайды, өйткені мұндай кез келген функция тұрақты болады.
S is not regular (or completely regular) since the point 1 and the disjoint closed set cannot be separated by neighborhoods. (Also regularity in the presence of T0 would imply Hausdorff.) S is vacuously normal and completely normal since there are no nonempty separated sets. S is not perfectly normal since the disjoint closed sets and cannot be precisely separated by a function. Indeed, cannot be the zero set of any continuous function since every such function is constant.
Байланыстылық
Sierpiński кеңістігі S гипербайланысты (әрбір бос емес ашық жиын 1-ді қамтиды) және ультрабайланысты (әрбір бос емес жабық жиын 0-ді қамтиды). Осыдан S байланысты және жолмен байланысты екені шығады. S-те 0-ден 1-ге дейінгі жол функциясымен беріледі: және үшін. Функциясы үздікес, себебі ол I-де ашық. Барлық шекті топологиялық кеңістіктер сияқты, S жергілікті жолмен байланысты. Sierpiński кеңістігі жиырылғыш, сондықтан S-тің негізгі тобы тривиальды (барлық жоғары гомотопиялық топтар сияқты).
Қатықтығы
Барлық шекті топологиялық кеңістіктер сияқты, Сиерпинский кеңістігі де тығыз және екінші саналатын. S кеңістігінің тығыз ішкі жиыны жабық емес, бұл T0 кеңістіктерінің тығыз ішкі жиындарының міндетті түрде жабық болуын талап етпейтінін көрсетеді. S-тің кез келген ашық жабыны S-тің өзін қамтуы керек, себебі S – 0-дың жалғыз ашық маңы. Сондықтан, S-тің кез келген ашық жабыны бір жиыннан тұратын ашық ішкі жабынға ие: Осыдан S толық нормалы екендігі шығады.
It follows that S is fully normal.
Басқа қасиеттері
S-тен өзіне дейінгі үздіксіз үш ғана бейнелеу бар: өзін-өзі бейнелеу және 0 мен 1-ге тұрақты бейнелеулер. Осыдан S гомеоморфизмінің тобының маңызсыз екендігі шығады.
Категориялық сипаттама
Жоғарыда аталған құрылысты категориялар теориясының тілінде жақсы сипаттауға болады. Топологиялық кеңістіктер категориясынан жиынтар категориясына контравариант функтор бар, ол әрбір топологиялық кеңістікке оның ашық жиындар жиынын және әрбір үздіксіз функцияға кері бейнелеуді (preimage map) сәйкес қояды. Сонда бұл мәлімдеме мынадай болады: бұл функтор Sierpiński кеңістігімен (space) ұсынылады. Яғни, ол Hom функторына табиғи түрде изоморфты, ал табиғи изоморфизм универсалды элементпен анықталады. Бұл прешеф түсінігімен кеңейтіледі.
The statement then becomes: the functor is represented by where is the Sierpiński space. That is, is naturally isomorphic to the Hom functor with the natural isomorphism determined by the universal element This is generalized by the notion of a presheaf.
Алгебралық геометрияда
Алгебралық геометрияда Сиерпинский кеңістігі дискретті бағалау сақинасының спектрі ретінде туындайды, мысалы, (жайт сандардың бірегей жай идеалдағы локализациясы). 0 идеалдан шыққан жалпы нүкте 1 ашық нүктеге, ал бірегей максималды идеалдан шыққан ерекше нүкте 0 жабық нүктеге сәйкес келеді.