흡수 집합

Absorbing set

함수 분석과 수학의 관련 영역에서 벡터 공간흡수 집합집합 S로, 결국 벡터 공간의 주어진 점을 항상 포함하도록 "팽창" 또는 "스케일업"될 수 있다.대체 항은 방사형 또는 흡수성 집합이다.

정의

이(가) 실제 R {\ \ { 또는 복잡한 번호 . {\displaystyle \mathb {K필드 위에 있는 벡터 공간이라고 가정합시다

표기법

스칼라 및 벡터 제품

모든 - r≤ R , - x, {\ x A X, {\A\ X은 다음과 같이 한다.

에서 반경 열린 공(존중하게, 닫힌 공)을 0 {\ 0 중심에 두고 let

Similarly, if and is a scalar then let and

한 세트는 다른 세트를 흡수한다.

이(가) , X의 하위 집합인 경우 같은 동등한 조건 중 하나를 하면 A {\ A}이(가 S을 흡수한다고 한다.

  1. 정의: > 이(가) 존재하며, 따라서 모든 스칼라 (를) 만족하는 모든 스칼라 c {\c에 대해 displaystystyplaystystystypaystyptypaystyptionstyptionstypt
    • If the scalar field is then intuitively, " absorbs " means that if is perpetually "scaled up" or "inflated" (referring to as ) then eventually, all 에는 {\ 양의 > 0 t이 포함되며, 도 크기가 충분히 큰 모든 < 0{\ 대해 으로 S 을 포함해야 한다.
    • 이 정의는 이 정의를 스칼라 필드의 일반적인 유클리드 위상과 연결시키는 기본 스칼라 필드의 표준 규범에 따라 달라진다.따라서 흡수 집합(아래에 제시된)의 정의도 이 위상에 관련된다.
  2. > > 0{\displaystyle 을(를) 만족하는 모든 스칼라 c 대해 실제 r > 0{\ r이(으)이 있다.
    • (가) 알려진 경우 c 0{\ 0이(가) 제거되어 다음과 같은 특성을 가질 수 있다. > 이(가) 존재하며, 모든 스칼라 (를) 만족하는 스칼라 c {\ c r c
  3. > 0 이(가) 존재하는데 이러한 것은 ( { 0 ) .와 같다.
    • 닫힌 볼 원점을 제거한 상태)를 오픈볼 r, 대신 사용할 수 있어 다음 특성을 부여한다.
  4. > 0 이(가) 존재하는데 것은 ( { 0 ) .)와 같다

이(가) 균형 잡힌 세트 경우 이 목록에 추가할 수 있다.

  1. 스칼라 이(가) 있으며, 스칼라 c ≠ 가 있다
  2. 스칼라 (가) 있으며, 스칼라 c ≠ 이(가) 있다.

세트가 싱글톤 세트 { . 을(를) 흡수하면 포인트 을(를) 흡수한다고 한다. 원점을 포함하는 경우 및 그 경우에만 원점을 흡수함, 즉 0 A. A 모든 세트가 빈 세트를 흡수함.

: (가) }} 또는 . 만약 { \}}}은(는) 원점과 함께 단위 원(원점 중심)이며 { \}}}}은(는) }가 흡수하는 유일한 비원 집합이다.더욱이 단위원 .에 흡수되는 X 의 비어 있지 않은 부분집합은 존재하지 않는다. 대조적으로 원점의 모든 이웃 의 모든 경계 부분집합을 흡수한다(따라서 특히 모든 싱글톤 부분집합/포인트를 흡수한다.

흡수 집합

K 위에 있는 벡터 X 부분 집합 을(를) X {\ X흡수(또는 흡수성)라고 하며, 다음과 같은 동등한 조건 중 하나를 충족하면 에서 흡수된다고 한다(여기서 명령됨).각 조건에서 이전 조건의 쉬운 결과는 정의부터 시작한다.

  1. 정의:모든 A {\x\(는){ x을(를) 흡수한다. {\displaystyle 다르게 말하면, 이(가) . {\의 모든 점을 흡수한다.
    • 따라서 특히 은(는) . A인 경우 흡수될 수 없다.
  2. , x에 대해 실제 }이가) 존재하며 이러한 display K {\ \mathb { {\
  3. , x X에 대해 실제 r> 스칼라 K { c . 만족하는 > 존재한다.
  4. 모든 , X에 대해 실제 > (가) 존재하며, r A.
    • 그 스칼라장에 반지름 r{r\displaystyle}여기 Br){c∈ K:c<>r}{\displaystyle B_{r}=\{c\in \mathbb{K}:c<>r\}}은 개방적인 공은 발신지 중심적이고 Brx){c):c∈ Br}={c):c∈ K와 c<>r}.{\displaystyle B_{r}x=\left\{cx:c\in B_{r}\right\}.=\{
    • 열린 공 대신 닫힌 공을 사용할 수 있다.
  5. For every there exists a real such that where
    • Proof: This follows from the previous condition since so that if and only if
    • 토폴로지 연결:기원이 K에서 만약 xK){\displaystyle \mathbb{K}}다음 세트 Br){\displaystyle B_{r}x은 통상적인 하우스 도르프 유클리드 토폴로지 주어진다}은 이웃);{\displaystyle \mathbb{K}x;}가 있는 진짜 r을이 존재한다;0{\displaystyle r>0}가 Br)⊆ ∩ K){\displaystyle. B_{r}} Ak {\A\이(가) x . x의 원점 근처인 경우에만 \mathb {K
    • Every 1-dimensional vector subspace of is of the form for some non-zero and if this 1-dimensional space is endowed with the unique Hausdorff vector topology \mathb {K}\에 의해 정의된 \mathb {K}는 반드시 TVS- 이형성(으로 K {이며 유클리드b {K}은 표준 토폴로 지정된다.
  6. 에는 원점이 포함되어 있으며, 모든 벡터 공간 의 X , {\ Y {\ A\cap Y 고유의 Hausdorff 벡터 토폴로지가 주어질 Y의 원점 부근이다.
    • 1차원 벡터 공간의 Hausdorff 벡터 위상은 통상적으로 규범화된 유클리드 위상과 함께 TVS와 K 사이에 이형성이 있다.
    • 직감:이 조건은 위상 벡터 공간(TV) X에서 0의 근방이 흡수되는 것이 당연하다는 것을 보여준다. (가) X의 원점 근린이라면 1차원 벡터 하위 Y }이 존재한다면 병리일 것이다. U {Y {\ Y이(가) Y {\ Y의 일부 TVS 위상에서는 원점 부근이 아니었던 유일한 TVS 위상은 후스도르프 유클리드 위상 및 사소한 위상뿐이며, 이는 유클리드 위상의 일부다.따라서 이(가) 모든 1차원 벡터 Y, 에 대해 유클리드 위상에서 의 근방이 될 것으로 예상하는 것은 당연하며, 이는 ..}에서 U이 흡수되고 있는 조건이다.모든 TVS에서 출발지의 모든 이웃은 반드시 이러한 병적인 행동이 일어나지 않는다는 것을 의미한다.유클리드 위상이 구별되는 이유는 궁극적으로 스칼라 필드 가) 유클리드 위상에 주어졌을 때 스칼라 곱셈 { }이) 연속적이라는 TVS 위상에 대한 정의 요건 때문이다.
    • This condition is equivalent to: For every is a neighborhood of in when 은(는) 고유의 Hausdorff TVS 토폴로지가 주어진다.
  7. 에는 원점이 포함되어 있으며 1차원 벡터 하위 공간 Y {\ X,}y Y {\ Y . Y.}에서 흡수되고 있다
    • 여기서 "흡수"는 이 조건 이외의 정의 조건에 따라 흡수를 의미한다.
    • 이는 에서 흡수되는 속성이 . 의 1(또는 0) 치수 벡터 서브스페이스에 대해 동작 방식에 따라 달라진다는 것을 보여준다. 반대로 X 유한 차원 벡터 서브스페이스 차원을 갖는 경우N1{\displaystyle n> 1}thenA∩ Z{\displaystyle A\cap Z}것을 흡수하는데 Z{Z\displaystyle}은 더 이상 충분한을 보장하 A∩ Z{\displaystyle A\cap Z}은 이웃의 기원이 Z{Z\displaystyle}때 Z{Z\displaystyle}은 부존과의 독특한 하우스 도르프 터널 비전 시스템 topolog.y(비록 그것이 여전히 필요한 조건이 되겠지만.이렇게 되려면 이 하우스도르프 Z Z}이(가) 이면 충분하다(모든 유한차원 유클리드 공간은 바레인으로 된 공간이기 때문이다).

= 인 경우 이 목록에 다음을 추가할 수 있다.

  1. 대수적 내부에는 원점(, 0 이 포함되어 있다.

이(가) 밸런싱된 경우 이 목록에 다음을 추가할 수 있다.

  1. X, X에 대해 c 0{\c\ 0가) 존재하며, c.{\ x[1]

(가) 볼록하거나 균형을 이룬 경우 이 목록에 다음 항목을 추가할 수 있다.

  1. X, x X r A. A과 같은 양의 실제 r > (가) 존재한다.
    • 이 조건을 만족하는 균형 잡힌 A{\ A이(가) X{\X}에서 반드시 흡수되고 있다는 증거는 "균형 집합"의 정의에서 거의 즉각적이다.
    • 이 조건을 만족하는 볼록 세트 이(가) 에서 반드시 흡수되고 있다는 증거는 덜 사소한(그러나 어렵지 않은) 것이다.이 각주에는[proof 1] 상세한 증거가 제시되어 있으며, 아래에 요약이 제시되어 있다.
      • 증거 요약:추정 건대, 0이 아닌에 0≠ y∈ X,{0\neq y\in X\displaystyle,}것은 긍정적인 진짜 r을 태우기 위해;0{\displaystyle r>0}과 R>0{\displaystyle R>0}도록은 볼록 한 ∩ Ry는 RA{\displaystyle r(-y)\in}∈{\displaystyle Ry\in A}과 r를 혼동하다.(− y)∈ y 그런{\dis 가능하다.playstyley\cap\mathbb{R}}어떤 IT세트 A∩ Ry(y}또한 간격이라고 불린다 때문에 R의 모든 사각형 볼록 부분 집합{그 기원을 포함하는 개방sub-interval(− r, R)는 y:={ty:− r<>t<>R, t∈ R},{\displaystyle(-r,R)y:=\{ty:-r<, t<, R,t\in \mathbb{R}\와 같이},}가 포함되어 있습니다.\displaystyl(는) 간격이다.Give its unique Hausdorff vector topology so it remains to show that is a neighborhood of the origin in If then we are done, so assume that The set is a union of two intervals, each of which contains an open sub-interval that contains the origin;게다가, 이 두 간격의 교차점은 정확히 기원이다.따라서 볼록 세트 , 에 포함된 , 의 볼록 선체는 원점 주위에 열린 공을 명확하게 포함하고 있다.
  2. 모든 , x X x . }과 같은 양의 real > 0 이(가) 존재한다
    • This condition is equivalent to: every belongs to the set = ( ) A, 의 경우에만 이러한 현상이 발생하며, 이 경우 다음 특성을 나타낸다.
    • , (, ) = )의 모든 부분 T T}에 대해 표시할 수 있다. 대해0 ) x ∅인 경우만 해당{\x\neq \.
  3. For every where

A 이(가) 흡수되는 데 필요한 경우 가 아닌 가 아닌 X가 아닌 모든 비 0 x 에 대해 위의 조건 중 하나를 점검하는 것으로 충분하다

예제 및 충분한 조건

한 세트가 다른 세트를 흡수하는 경우

: Y을(를) 벡터 공간 사이의 선형 지도로 하고, x X{\ X C Y{\}을(를) 균형 세트로 한다. 다음 F- ( )이(가) . 를 흡수하는 경우에만 이(가) ( displaystystyle F 흡수한다[2]

세트 {\ A}이 다른 세트 B {\ B을(를) 하는 경우, A 모든 Superset도 . {\ B 세트 가 A. 인 경우에만 원점을 흡수한다

한 세트가 흡수되기 위해서

반규범 벡터 공간에서 단위 공이 흡수되고 있다.보다 일반적으로 이(가) 위상학적 벡터 공간(TV)이라면 X 의 원점 부근은 . 에서 흡수되고 있다. 이 사실은 "X . {\displaysty 의 흡수" 속성을 정의하는 주된 동기 중 하나이다.

X에서 만약 D∅{\displaystyle D\neq \varnothing}≠인 디스큰 다음 ⁡ D⋃ nx1∞ nD{\displaystyle \operatorname{뼘으로 재다}D=\bigcup _{n=1}^{\infty}nD}특히 길이가 너무 커서, D{D\displaystyle} 흥미진진한 부분 집합 ⁡ D.{\displaystyle \operatorname{뼘으로 재다}D.}그러므로 만약[3]로 확장{X\displaystyle}. (는) , 의 디스크로 그러면 (는) X}에서 흡수되고 있는 경우, 이는 스팬 = . 인 경우에만 해당된다

흡수 세트의 모든 슈퍼셋은 흡수된다.따라서 (하나 또는 그 이상의) 흡수 집단의 조합은 흡수되고 있다.(하나 이상의) 흡수 집합의 유한 집단의 교차점이 흡수되고 있다.

굴절 선형 연산자 아래에서 흡수 집합의 영상이 다시 흡수되고 있다.선형 연산자 아래 흡수 부분집합(코도메인)의 역 영상이 다시 흡수된다(영역에서).

특성.

모든 흡수 세트에는 기원이 들어 있다.

(가) 벡터 X 흡수 디스크인 X{\ X}에 E {\ 이(가) 있으며, + .

참고 항목

메모들

  1. ^ Proof: Let be a vector space over the field with being or and endow the field with its usual normed Euclidean t오피니언A{A\displaystyle} 볼록 집합이 모든 z에 ∈ X{\displaystyle Xz\in}}, 긍정적인 진짜 r을이 존재한다;0{\displaystyle r>0}가 rz∈.{\displaystyle rz\in A}왜냐하면 0∈ A,{0\in\displaystyle,}은 어둑하X⁡=0{\displaystyle \operatorname{희미한}X=0}다음자. proof is complete so assume Clearly, every non-empty convex subset of the real line is an interval (possibly open, closed, or half-closed, and possibly bounded or unbounded, and possibly even degenerate (that is, a singleton set)).Recall that the intersection of convex sets is convex so that for every the sets and are convex, where now the convexity of (which contains the origin and is contained in the line ) implies that is an interval contained in the line Lemma: 0 y X 구간 A y y에 원점을 포함하는 열린 하위 간격이 포함되어 있음을 증명할 것이다.추정 건대, 이후는 yX∈{\displaystyle y\in X}우리는;0{\displaystyle R>0}은 R과(왜냐하면− y∈ X{\displaystyle -y\in X})도 좀 r을 고를 수 있는{\displaystyle Ry\in A}∈ y;0{\displaystyle r>0}가 r(− y)∈ A,{\displaystyle r(-y)\in A,}같이 일부 R을 집을 수 있다. r(− y= (- ) r- 0 이후).Because is convex and contains the distinct points and it contains the convex hull of the points which (in particular) contains the open sub-interval T는 y:− r<>t<>R, t∈ R},{\displaystyle(-r,R)y=\{ty:-r<, t<, R,t\in \mathbb{R}\와 같이},}이 개방sub-interval(− r, R)는 y{\displaystyle(-r,R)y}(보기 위해 기원을 포함한 이유를 취하지=0으로,{\displaystyle t=0,}을 충족하는 − r<>t=0<>R{\displaystyle -r<, t=0&lt을 말한다.R}-1로, 해당 단어의 기본형을 증명한다. Now fix let Because was arbitrary, to prove that is absorbing in it is necessary and sufficient to show that is a neighborhood of the origin in when is given its usual Hausdorff Euclidean topology, where recall that this topology makes the map defined by (를) TVS-이형성으로 변환한다.If then the fact that the interval contains an open sub-interval around the origin implies that is a neighborhood of the origin in 그래서 우린 끝났어So assume that Write so that and that (so naively, is the "-axis" and is the "-axis" of so that the set (resp. , ) )는 양의 x -축(resp)이다. -axis(, ) resp). ,) )는 엄격히 음의 -축(resp)이다. -축)).The set is contained in the convex set so that the convex hull of is contained in By the lemma, each of x ) 은 열려 있는 하위 절에서 원점을 포함하는 각 세그먼트와 선 세그먼트(즉, 구간)이며, 더욱이 원점에서 분명하게 교차한다.;0{\displaystyle d>0}가(− d, d))={tx:− d<>t<>d, t∈ R}⊆ ∩ R){\displaystyle(-d,d)x=\{tx:-d<, t<,d,t\in \mathbb{R})}\subseteq A\cap \mathbb{R}x}과 나는 x){나는 x t:− d<>t<>d, t∈ R}⊆∩ R(나는 x).{\displaystyle(-d,d)ix=\{tix:-d<(− d, d)진정한 d을 따다.;t<, d,t\in \mathbb{R}\와 같이}) Let denote the convex hull of which is contained in the convex hull of and thus also contained in the convex set So to finish the proof, it suffices to sh (가) . Y에 0 인근 지역. 복합 C , 양과 모서리가 있는 열린 사각형이다 -displays.그래서 그것은 쉽게는 N{N\displaystyle}개방된 공 Bd/2x:\{c):c∈ K와 c<>d/2}{\displaystyle B_{d/2}x:=\left\{cx:c\in \mathbb{K}{\text{과}}c개체가 들어 있d/2\right\}}반경 d/2{\displaystyle d/2}Y=C)의 원천지에 집중하고 있었다.{\displaysty 확인.르 Y{ 이것은 ∩ Y 이(가) 원하는 Y= C , 의 원점 부근임을 보여준다.

인용구

  1. ^ 나리치 & 베켄슈타인 2011, 페이지 107–110.
  2. ^ 나리치 & 베켄슈타인 2011, 페이지 441–457.
  3. ^ 나리치 & 베켄슈타인 2011, 페이지 67–113.
  4. ^ 나리치 & 베켄슈타인 2011, 페이지 149-153.

참조