귀납적 차원: 두 판 사이의 차이
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[[T1 공간]] <math>X</math> 또는 [[정칙 공간]] <math>X</math>의 경우, |
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[[T1 공간]] <math>X</math> 또는 [[정칙 공간]] <math>X</math>의 경우, 모든 점의 [[폐포 (위상수학)|폐포]]가 점의 [[열린 근방]]에 다시 포함되므로, |
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:<math>\operatorname{ind}X\le\operatorname{Ind}X</math> |
:<math>\operatorname{ind}X\le\operatorname{Ind}X</math> |
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이다.<ref name="Charalambous" />{{rp|9, Proposition 2.7}} |
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임의의 [[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math>에 대하여, |
임의의 [[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math>에 대하여, |
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:<math>\dim X\le\operatorname{Ind}X</math> |
:<math>\dim X\le\operatorname{Ind}X</math> |
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이다. 여기서 <math>\dim</math>은 [[르베그 덮개 차원]]이다. |
이다.<ref name="Charalambous" />{{rp|18, Corollary 3.5}} 여기서 <math>\dim</math>은 [[르베그 덮개 차원]]이다. |
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[[린델뢰프 공간]] <math>X</math>의 경우, |
[[린델뢰프 공간]] <math>X</math>의 경우, |
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:<math>\dim X\le\operatorname{ind}X</math> |
:<math>\dim X\le\operatorname{ind}X</math> |
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이다.<ref name="Charalambous" />{{rp|27, Proposition 5.3}} |
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이다. |
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[[린델뢰프 공간|린델뢰프]] [[완전 정규 공간]] <math>X</math> 또는 완비 파라콤팩트({{llang|en|completely paracompact}}) [[완전 정규 공간]] <math>X</math> |
[[린델뢰프 공간|린델뢰프]] [[완전 정규 공간]] <math>X</math><ref name="Charalambous" />{{rp|171}} 또는 완비 파라콤팩트({{llang|en|completely paracompact}}) [[완전 정규 공간]] <math>X</math><ref name="ChatyrkoAroundThe">{{저널 인용 |
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|성1=Chatyrko |
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|이름1=Vitalij A. |
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|성2=Hattori |
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|이름2=Yasunao |
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|제목=Around the equality <math>\operatorname{ind}X=\operatorname{Ind}X</math> towards a unifying theorem |
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|언어=en |
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|저널=Topology and its Applications |
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|권=131 |
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|호=3 |
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|쪽=295–302 |
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|날짜=2003 |
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|issn=0166-8641 |
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|doi=10.1016/S0166-8641(02)00358-9 |
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|mr=1983085 |
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|zbl=1030.54023 |
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}}</ref>{{rp|296, Theorem F2}}의 경우, |
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:<math>\dim X\le\operatorname{ind}X=\operatorname{Ind}X</math> |
:<math>\dim X\le\operatorname{ind}X=\operatorname{Ind}X</math> |
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이다. |
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[[거리화 가능 공간]] <math>X</math>의 경우, |
[[거리화 가능 공간]] <math>X</math>의 경우, |
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:<math>\operatorname{ind}X\le\dim X=\operatorname{Ind}X</math> |
:<math>\operatorname{ind}X\le\dim X=\operatorname{Ind}X</math> |
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이다.<ref name="Ostrand">{{저널 인용 |
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이다. |
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|성=Ostrand |
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|이름=Phillip A. |
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|제목=Covering dimension in general spaces |
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|언어=en |
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|저널=General Topology and its Applications |
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|권=1 |
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|호=3 |
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|쪽=209–221 |
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|날짜=1971 |
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|issn=0016-660X |
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|doi=10.1016/0016-660X(71)90093-6 |
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|mr=0288741 |
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|zbl=0232.54044 |
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}}</ref>{{rp|219, Theorem 10}} |
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'''우리손 정리'''에 따르면, [[제2 가산]] [[정칙 공간]] <math>X</math>의 경우 |
'''우리손 정리'''에 따르면, [[제2 가산]] [[정칙 공간]] <math>X</math>의 경우 |
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:<math>\operatorname{ind}X=\dim X=\operatorname{Ind}X</math> |
:<math>\operatorname{ind}X=\dim X=\operatorname{Ind}X</math> |
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이다.<ref name="EngelkingTheoryOf" />{{rp|51, Theorem 1.7.7}} |
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이다. |
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=== 부분 집합 === |
=== 부분 집합 === |
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[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math> 및 [[부분 집합]] <math>Y\subseteq X</math>에 대하여, |
[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math> 및 [[부분 집합]] <math>Y\subseteq X</math>에 대하여, |
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:<math>\operatorname{ind}Y\le\operatorname{ind}X</math> |
:<math>\operatorname{ind}Y\le\operatorname{ind}X</math> |
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이다. 만약 추가로 <math>Y</math>가 [[닫힌집합]]이거나, <math>X</math>가 [[완전 정규 공간]]이라면, |
이다.<ref name="Charalambous" />{{rp|8, Proposition 2.3}} 만약 추가로 <math>Y</math>가 [[닫힌집합]]이거나,<ref name="Charalambous" />{{rp|9, Proposition 2.6}} <math>X</math>가 [[완전 정규 공간]]이라면,<ref name="Charalambous" />{{rp|21, Corollary 3.13}} |
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:<math>\operatorname{Ind}Y\le\operatorname{Ind}X</math> |
:<math>\operatorname{Ind}Y\le\operatorname{Ind}X</math> |
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:<math>\operatorname{ind}X\le\operatorname{ind}Y+\operatorname{ind}Z+1</math> |
:<math>\operatorname{ind}X\le\operatorname{ind}Y+\operatorname{ind}Z+1</math> |
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:<math>\operatorname{Ind}X\le\operatorname{Ind}Y+\operatorname{Ind}Z+1</math> |
:<math>\operatorname{Ind}X\le\operatorname{Ind}Y+\operatorname{Ind}Z+1</math> |
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이다. 이를 작은·큰 귀납적 차원에 대한 '''우리손 부등식'''이라고 한다. |
이다.<ref name="ChatyrkoAdditionAnd" />{{rp|2203, 2206}} 이를 작은·큰 귀납적 차원에 대한 '''우리손 부등식'''이라고 한다. |
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[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math> 및 [[닫힌집합]] <math>Y,Z\subseteq X</math>에 대하여, 만약 <math>X=Y\cup Z</math>라면, |
[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math> 및 [[닫힌집합]] <math>Y,Z\subseteq X</math>에 대하여, 만약 <math>X=Y\cup Z</math>라면, |
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:<math>\operatorname{ind}X\le\max\{\operatorname{ind}Y,\operatorname{ind}Z\}+1</math> |
:<math>\operatorname{ind}X\le\max\{\operatorname{ind}Y,\operatorname{ind}Z\}+1</math> |
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이다.<ref name="ChatyrkoAdditionAnd">{{저널 인용 |
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이다. 만약 추가로 <math>X</math>가 [[정규 공간]]이라면, |
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|성1=Chatyrko |
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|이름1=Vitalij A. |
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|성2=Hattori |
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|이름2=Yasunao |
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|제목=Addition and product theorems for ind |
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|언어=en |
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|저널=Topology and its Applications |
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|권=155 |
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|호=17–18 |
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|쪽=2202–2210 |
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|날짜=2008 |
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|issn=0166-8641 |
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|doi=10.1016/j.topol.2007.05.028 |
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|mr=2458005 |
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|zbl=1161.54017 |
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}}</ref>{{rp|2203, (1)}} 만약 추가로 <math>X</math>가 [[정규 공간]]이라면, |
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:<math>\operatorname{Ind}X\le\operatorname{Ind}Y+\operatorname{Ind}Z</math> |
:<math>\operatorname{Ind}X\le\operatorname{Ind}Y+\operatorname{Ind}Z</math> |
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이다.<ref name="ChatyrkoAdditionAnd" />{{rp|2206}} |
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이다. |
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=== 곱공간 === |
=== 곱공간 === |
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그렇다면, |
그렇다면, |
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:<math>\operatorname{ind}(X\times Y)\le\operatorname{ind}X+\operatorname{ind}Y</math> |
:<math>\operatorname{ind}(X\times Y)\le\operatorname{ind}X+\operatorname{ind}Y</math> |
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이다. 그러나, 위 조건을 만족하기는 매우 ‘어렵다’. 예를 들어, 위 조건을 만족시키지 않는 [[거리화 가능 공간]]이 존재하며, |
이다.<ref name="ChatyrkoAdditionAnd" />{{rp|2203, (2)}} 작은 귀납적 차원이 0 이하인 공간은 위 합집합 조건을 자명하게 만족시킨다. 그러나, 1차원 이상의 공간이 위 조건을 만족하기는 매우 ‘어렵다’. 예를 들어, 위 조건을 만족시키지 않는 [[거리화 가능 공간]]이 존재하며,<ref name="Charalambous">{{서적 인용 |
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|성1=Charalambous |
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|이름1=Michael G. |
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|제목=Dimension theory. A selection of theorems and counterexamples |
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|언어=en |
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|총서=Atlantis Studies in Mathematics |
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|권=7 |
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|출판사=Springer |
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|위치=Cham |
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|날짜=2019 |
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|isbn=978-3-030-22231-4 |
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|issn=1875-7634 |
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|doi=10.1007/978-3-030-22232-1 |
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|mr=3970309 |
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|zbl=1471.54001 |
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}}</ref>{{rp|Chapter 20}} 위 조건을 만족시키지 않는 [[콤팩트 공간|콤팩트]] [[하우스도르프 공간]]이 존재한다.<ref name="Charalambous" />{{rp|Chapter 14}} |
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[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X,Y</math>에 대하여, 만약 <math>\operatorname{ind}X=0</math>이라면, |
[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X,Y</math>에 대하여, 만약 <math>\operatorname{ind}X=0</math>이라면, |
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:<math>\operatorname{ind}(X\times Y)=\operatorname{ind}Y</math> |
:<math>\operatorname{ind}(X\times Y)=\operatorname{ind}Y</math> |
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이다.<ref name="Charalambous" />{{rp|12, Exercise 2.27}} |
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이다. |
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[[콤팩트 공간|콤팩트]] [[하우스도르프 공간]] <math>X,Y</math>에 대하여, 만약 <math>\operatorname{Ind}X=0</math>이라면, |
[[콤팩트 공간|콤팩트]] [[하우스도르프 공간]] <math>X,Y</math>에 대하여, 만약 <math>\operatorname{Ind}X=0</math>이라면, |
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[[위상 공간 (수학)|위상 공간]]들의 집합 <math>\{X_i\}_{i\in I}</math> 및 [[곱공간]] |
[[위상 공간 (수학)|위상 공간]]들의 집합 <math>\{X_i\}_{i\in I}</math> 및 [[곱공간]] |
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:<math>X=\prod_{i\in I}X_i</math> |
:<math>X=\prod_{i\in I}X_i</math> |
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에 대하여, 만약 모든 <math>i\in I</math>에 대하여 <math>\operatorname{ind}X_i=0</math>이라면, <math>\operatorname{ind}X=0</math>이다. |
에 대하여, 만약 모든 <math>i\in I</math>에 대하여 <math>\operatorname{ind}X_i=0</math>이라면, <math>\operatorname{ind}X=0</math>이다.<ref name="Charalambous" />{{rp|12, Exercise 2.28}} |
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=== 스톤-체흐 콤팩트화 === |
=== 스톤-체흐 콤팩트화 === |
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[[정규 공간|정규]] [[하우스도르프 공간]] <math>X</math> 및 그 [[스톤-체흐 콤팩트화]] <math>\beta X</math>에 대하여, |
[[정규 공간|정규]] [[하우스도르프 공간]] <math>X</math> 및 그 [[스톤-체흐 콤팩트화]] <math>\beta X</math>에 대하여, |
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:<math>\operatorname{Ind}X=\operatorname{Ind}\beta X</math> |
:<math>\operatorname{Ind}X=\operatorname{Ind}\beta X</math> |
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이다.<ref name="EngelkingTheoryOf">{{서적 인용 |
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이다. |
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|성=Engelking |
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|이름=Ryszard |
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|제목=Theory of dimensions finite and infinite |
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|언어=en |
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|총서=Sigma Series in Pure Mathematics |
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|권=10 |
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|출판사=Lemgo |
|||
|위치=Heldermann Verlag |
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|날짜=1995 |
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|isbn=3-88538-010-2 |
|||
|mr=1363947 |
|||
|zbl=0872.54002 |
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}}</ref>{{rp|137, Theorem 2.2.10}} |
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=== 0차원 === |
=== 0차원 === |
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[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 두 조건이 서로 [[동치]]이다. |
[[경계 (위상수학)|경계]]가 [[공집합]]일 [[필요충분조건]]은 [[열린닫힌집합]]인 것이다. 따라서, [[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 두 조건이 서로 [[동치]]이다. |
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* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
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* <math>X</math>는 [[열린닫힌집합]]들로 구성된 [[기저 (위상수학)|기저]]를 갖는다. |
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[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 두 조건이 서로 [[동치]]이다.<ref name="Charalambous" />{{rp|10, Proposition 2.9}} |
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* <math>\dim X=0</math> |
* <math>\dim X=0</math> |
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* <math>\operatorname{Ind}X=0</math> |
* <math>\operatorname{Ind}X=0</math> |
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* 만약 <math>\operatorname{ind}X=0</math>이라면, <math>X</math>는 [[완비 정칙 공간]]이다. |
* 만약 <math>\operatorname{ind}X=0</math>이라면, <math>X</math>는 [[완비 정칙 공간]]이다. |
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* 만약 <math>\operatorname{ind}X=0</math>이며, <math>X</math>가 [[콜모고로프 공간]]이라면, <math>X</math>는 [[완전 분리 공간]]이자 [[티호노프 공간]]이다. |
* 만약 <math>\operatorname{ind}X=0</math>이며, <math>X</math>가 [[콜모고로프 공간]]이라면, <math>X</math>는 [[완전 분리 공간]]이자 [[티호노프 공간]]이다. |
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* 반대로, 만약 <math>X</math>가 [[완전 분리 공간]]이자 [[국소 콤팩트]] [[하우스도르프 공간]]이라면, <math>\operatorname{ind}X=0</math>이다. |
* 반대로, 만약 <math>X</math>가 [[완전 분리 공간]]이자 [[국소 콤팩트]] [[하우스도르프 공간]]이라면, <math>\operatorname{ind}X=0</math>이다.<ref name="Engelking" />{{rp|362, Theorem 6.2.9}} |
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* 만약 <math>\dim X=0</math> |
* 만약 <math>\dim X=0</math>이라면, <math>X</math>는 [[정규 공간]]이다. |
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* 만약 <math>\dim X=0</math>이며, <math>X</math>가 [[T1 공간]]이거나 [[정칙 공간]]이라면, <math>\operatorname{ind}X=0</math>이다. |
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* 반대로, 만약 <math>\operatorname{ind}X=0</math>이며, <math>X</math>가 [[린델뢰프 공간]] <math>X</math>이라면, <math>\dim X=0</math>이다. |
* 반대로, 만약 <math>\operatorname{ind}X=0</math>이며, <math>X</math>가 [[린델뢰프 공간]] <math>X</math>이라면, <math>\dim X=0</math>이다. |
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[[ |
[[국소 콤팩트]] [[하우스도르프 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 두 조건이 서로 [[동치]]이다.<ref name="Engelking" />{{rp|362, Theorem 6.2.9}} |
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* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
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* [[완전 분리 공간]]이다. |
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[[국소 콤팩트]] [[파라콤팩트]] [[하우스도르프 공간]] <math>X</math>이 주어졌을 때, <math>X</math>는 항상 [[서로소 집합|서로소]] [[린델뢰프 공간|린델뢰프]] [[열린닫힌집합]]들의 합집합이다. 따라서, <math>X</math>에 대하여 다음 세 조건이 서로 [[동치]]이다.<ref name="Engelking">{{서적 인용 |
|||
|이름1=Ryszard |
|||
|성1=Engelking |
|||
|제목=General topology |
|||
|언어=en |
|||
|판=개정 완결 |
|||
|총서=Sigma Series in Pure Mathematics |
|||
|권=6 |
|||
|출판사=Heldermann Verlag |
|||
|위치=Berlin |
|||
|날짜=1989 |
|||
|isbn=3-88538-006-4 |
|||
|mr=1039321 |
|||
|zbl=0684.54001 |
|||
}}</ref>{{rp|362, Theorem 6.2.10}} |
|||
* [[완전 분리 공간]]이다. |
|||
* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
|||
* <math>\dim X=0</math> |
|||
작은 귀납적 차원이 0인 위상 공간은 흔히 '''0차원 공간'''(零次元空間, {{llang|en|zero-dimensional space}})이라고 한다. [[르베그 덮개 차원]]이 0인 위상 공간은 흔히 '''강한 0차원 공간'''(强-零次元空間, {{llang|en|strongly zero-dimensional space}})이라고 부른다. 일부 문헌은 0차원 공간의 정의에서 [[T1 공간|T1 조건]]을 추가로 가정하고, 강한 0차원 공간의 정의에 [[티호노프 공간|티호노프 조건]]을 추가한다. |
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=== 매장 === |
|||
[[T1 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 두 조건이 서로 [[동치]]이다.<ref name="Engelking" />{{rp|363, Theorem 6.2.16}}<ref name="Hart">{{서적 인용 |
|||
|편집자-성1=Hart |
|||
|편집자-이름1=Klaas Pieter |
|||
|편집자-성2=Nagata |
|||
|편집자-이름2=Jun-iti |
|||
|편집자-성3=Vaughan |
|||
|편집자-이름3=Jerry E. |
|||
|제목=Encyclopedia of general topology |
|||
|언어=en |
|||
|출판사=Elsevier |
|||
|위치=Amsterdam |
|||
|날짜=2004 |
|||
|isbn=0-444-50355-2 |
|||
|mr=2049453 |
|||
|zbl=1059.54001 |
|||
}}</ref>{{rp|323, §f-6}} |
|||
* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
|||
* 두 점 [[이산 공간]]의 [[곱공간]] <math>\{0,1\}^{\operatorname{Clopen}(X)}</math>의 [[부분 집합]]과 [[위상 동형]]이다. (여기서 <math>\operatorname{Clopen}(X)</math>는 [[열린닫힌집합]]들의 집합이다.) |
* 두 점 [[이산 공간]]의 [[곱공간]] <math>\{0,1\}^{\operatorname{Clopen}(X)}</math>의 [[부분 집합]]과 [[위상 동형]]이다. (여기서 <math>\operatorname{Clopen}(X)</math>는 [[열린닫힌집합]]들의 집합이다.) |
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이 경우, 곱공간으로의 [[매장 (수학)|매장]]은 다음과 같이 잡을 수 있다. |
이 경우, 곱공간으로의 [[매장 (수학)|매장]]은 다음과 같이 잡을 수 있다. |
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</math> |
</math> |
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[[ |
모든 0차원 [[제2 가산]] [[정칙 공간|정칙]] [[하우스도르프 공간]]은 [[실수]]들의 집합과 [[위상 동형]]이다. 구체적으로, [[제2 가산]] [[정칙 공간|정칙]] [[하우스도르프 공간]](=[[분해 가능]] [[거리화 가능 공간]]) <math>X</math>에 대하여, 다음 세 조건이 서로 [[동치]]이다.<ref name="EngelkingTheoryOf" />{{rp|20, Theorem 1.3.15}} |
||
* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
|||
* [[완전 분리 공간]]이다. |
|||
[[국소 콤팩트]] [[파라콤팩트]] [[하우스도르프 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 세 조건이 서로 [[동치]]이다. |
|||
* [[완전 분리 공간]]이다. |
|||
* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
|||
* <math>\dim X=0</math> |
|||
[[거리화 가능 공간]] <math>X</math>에 대하여, 만약 |
|||
:<math>|X|<2^{\aleph_0}</math> |
|||
라면, <math>\operatorname{ind}X=0</math>이다. |
|||
{{증명}} |
|||
임의의 점 <math>x\in X</math> 및 [[열린 근방]] <math>U\ni x</math>가 주어졌다고 하자. |
|||
:<math>\operatorname{ball}(x,r)\subseteq U</math> |
|||
인 <math>r>0</math>을 잡자. <math>|X|<2^{\aleph_0}</math>이므로, |
|||
:<math>d(x,y)\ne s\forall y\in X</math> |
|||
인 <math>0<s<r</math>이 존재한다. 따라서, |
|||
:<math>\partial\operatorname{ball}(x,s)=\{y\in X\colon d(x,y)=s\}=\varnothing</math> |
|||
이다. |
|||
{{증명 끝}} |
|||
[[제2 가산]] [[정칙 공간|정칙]] [[하우스도르프 공간]] (= [[분해 가능]] [[거리화 가능 공간]]) <math>X</math>에 대하여, 다음 세 조건이 서로 [[동치]]이다. |
|||
* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
* <math>\operatorname{ind}X=0</math> |
||
* <math>X</math>는 [[칸토어 집합]] <math>C\cong\{0,1\}^{\aleph_0}</math>의 [[부분 집합]]과 [[위상 동형]]이다. |
* <math>X</math>는 [[칸토어 집합]] <math>C\cong\{0,1\}^{\aleph_0}</math>의 [[부분 집합]]과 [[위상 동형]]이다. |
||
144번째 줄: | 243번째 줄: | ||
* (둘 이상의 점을 갖는) [[구간]]을 포함하지 않는다. |
* (둘 이상의 점을 갖는) [[구간]]을 포함하지 않는다. |
||
'''뇌벨링-폰트랴긴 정리'''에 따르면, [[제2 가산]] [[정칙 공간|정칙]] [[하우스도르프 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 두 조건이 서로 [[동치]]이다. |
|||
작은 귀납적 차원이 0인 위상 공간은 흔히 '''0차원 공간'''(零次元空間, {{llang|en|zero-dimensional space}})이라고 한다. [[르베그 덮개 차원]]이 0인 위상 공간은 흔히 '''강한 0차원 공간'''(强-零次元空間, {{llang|en|strongly zero-dimensional space}})이라고 부른다. 일부 문헌은 0차원 공간의 정의에서 [[T1 공간|T1 조건]]을 추가로 가정하고, 강한 0차원 공간의 정의에 [[티호노프 공간|티호노프 조건]]을 추가한다. |
|||
* <math>\operatorname{ind}X<\infty</math> |
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* <math>X</math>는 [[유클리드 공간]]의 [[부분 집합]]과 [[위상 동형]]이다. |
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사실, 모든 <math>n</math>차원 이하의 [[제2 가산]] [[정칙 공간|정칙]] [[하우스도르프 공간]]은 <math>(2n+1)</math>차원 [[유클리드 공간]] <math>\mathbb R^{2n+1}</math>에 [[매장 (수학)|매장]]할 수 있다. 구체적으로, [[제2 가산]] [[정칙 공간|정칙]] [[하우스도르프 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 두 조건이 서로 [[동치]]이다.<ref name="EngelkingTheoryOf" />{{rp|95, Theorem 1.11.5}} |
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* <math>\operatorname{ind}X\le n</math> |
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* <math>X</math>는 <math>\{x\in\mathbb R^{2n+1}\colon|\{i\colon x_i\in\mathbb Q\}|\le n\}</math>의 [[부분 집합]]과 [[위상 동형]]이다. |
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== 예 == |
== 예 == |
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[[위상 공간 (수학)|위상 공간]] <math>X</math>에 대하여, 다음 조건들이 [[동치]]이다. |
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* <math>\operatorname{ind}X=-1</math> |
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[[유클리드 공간]], [[단체 (수학)|단체]], [[초구]]의 작은·큰 귀납적 차원은 통상적인 차원과 일치한다. |
[[유클리드 공간]], [[단체 (수학)|단체]], [[초구]]의 작은·큰 귀납적 차원은 통상적인 차원과 일치한다. |
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:<math>\operatorname{ind}\mathbb R^n=\dim\mathbb R^n=\operatorname{Ind}\mathbb R^n=n</math> |
:<math>\operatorname{ind}\mathbb R^n=\dim\mathbb R^n=\operatorname{Ind}\mathbb R^n=n</math> |
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:<math>\operatorname{ind}\Delta_n=\dim\Delta_n=\operatorname{Ind}\Delta_n=n</math> |
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:<math>\operatorname{ind}\mathbb S^n=\dim\mathbb S^n=\operatorname{Ind}\mathbb S^n=n</math> |
:<math>\operatorname{ind}\mathbb S^n=\dim\mathbb S^n=\operatorname{Ind}\mathbb S^n=n</math> |
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보다 일반적으로, 임의의 <math>n</math>차원 [[다양체]]의 작은·큰 귀납적 차원 및 [[르베그 덮개 차원]]은 <math>n</math>이다. |
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<math>[0,1]^{\aleph_0}</math>의 작은·큰 귀납적 차원은 <math>\infty</math>이다. |
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:<math>\operatorname{ind}[0,1]^{\aleph_0}=\dim[0,1]^{\aleph_0}=\operatorname{Ind}[0,1]^{\aleph_0}=\infty</math> |
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[[ |
[[조르겐프라이 직선]] <math>S</math> 및 [[조르겐프라이 평면]] <math>S\times S</math>의 작은·큰 귀납적 차원은 0이다.<ref name="Sipacheva">{{arXiv 인용 |
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|성=Sipacheva |
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|이름=Ol'ga |
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|제목=The covering dimension of the Sorgenfrey plane |
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|언어=en |
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|날짜=2021 |
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|doi=10.48550/arXiv.2110.08867 |
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|arxiv=2110.08867 |
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}}</ref>{{rp|2}} [[조르겐프라이 직선]]의 [[르베그 덮개 차원]]은 0이지만, [[조르겐프라이 평면]]의 [[르베그 덮개 차원]]은 무한하다.<ref name="Sipacheva" />{{rp|2, Theorem 1}} |
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:<math>\operatorname{ind}S=\dim S=\operatorname{Ind}S=\operatorname{ind}S\times S=\operatorname{Ind}S\times S=0</math> |
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:<math>\dim S\times S=\infty</math> |
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[[이산 공간]]과 모든 [[비이산 공간]]의 작은·큰 귀납적 차원 및 [[르베그 덮개 차원]]은 0 이하이다. [[시에르핀스키 공간]]의 [[르베그 덮개 차원]]과 큰 귀납적 차원은 0이지만, ([[정칙 공간]]이 아니므로) 작은 귀납적 차원은 무한하다. |
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[[거리화 가능 공간]] <math>X</math>에 대하여, 만약 |
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:<math>|X|<2^{\aleph_0}</math> |
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라면, <math>\operatorname{ind}X=0</math>이다. |
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임의의 점 <math>x\in X</math> 및 [[열린 근방]] <math>U\ni x</math>가 주어졌다고 하자. |
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:<math>\operatorname{ball}(x,r)\subseteq U</math> |
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인 <math>r>0</math>을 잡자. <math>|X|<2^{\aleph_0}</math>이므로, |
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:<math>d(x,y)\ne s\forall y\in X</math> |
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인 <math>0<s<r</math>이 존재한다. 따라서, |
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:<math>\partial\operatorname{ball}(x,s)=\{y\in X\colon d(x,y)=s\}=\varnothing</math> |
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이다. |
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{{증명 끝}} |
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[[순서 위상]]을 가한 [[전순서 집합]] <math>(X,\le)</math>의 작은 귀납적 차원은 1 이하이다.<ref name="Charalambous" />{{rp|12, Exercise 2.24}} |
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:<math>\operatorname{ind}X\le 1</math> |
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== 참고 문헌 == |
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{{각주}} |
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== 외부 링크 == |
== 외부 링크 == |
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* {{eom|title=Inductive dimension}} |
* {{eom|title=Inductive dimension}} |
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* {{eom|title=Dimension theory}} |
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== 같이 보기 == |
== 같이 보기 == |
2023년 11월 7일 (화) 16:47 판
일반위상수학에서 귀납적 차원(歸納的次元, 영어: inductive dimension)은 어떤 기하학적 대상의 경계의 차원이 전체의 차원보다 1만큼 더 작다는 사실을 기반으로 하는, 위상 공간 위에 정의되는 두 개의 차원 개념이다. 대부분의 경우, 르베그 덮개 차원의 상한과 하한을 정의한다.
정의
위상 공간 의 작은 귀납적 차원(영어: small inductive dimension) 는 다음 조건을 만족시키는 최소의 정수 이다.
위상 공간 의 큰 귀납적 차원(영어: large inductive dimension) 는 다음 조건을 만족시키는 최소의 정수 이다.
공집합의 경우, 아무런 점이 없으므로 자명하게 이다.
성질
서로 다른 차원들 사이의 관계
T1 공간 또는 정칙 공간 의 경우, 모든 점의 폐포가 점의 열린 근방에 다시 포함되므로,
이다.[1]:9, Proposition 2.7
임의의 위상 공간 에 대하여,
이다.[1]:18, Corollary 3.5 여기서 은 르베그 덮개 차원이다.
린델뢰프 공간 의 경우,
이다.[1]:27, Proposition 5.3
린델뢰프 완전 정규 공간 [1]:171 또는 완비 파라콤팩트(영어: completely paracompact) 완전 정규 공간 [2]:296, Theorem F2의 경우,
이다.
거리화 가능 공간 의 경우,
이다.[3]:219, Theorem 10
이다.[4]:51, Theorem 1.7.7
부분 집합
이다.[1]:8, Proposition 2.3 만약 추가로 가 닫힌집합이거나,[1]:9, Proposition 2.6 가 완전 정규 공간이라면,[1]:21, Corollary 3.13
이다.
합집합
완비 정규 공간 및 부분 집합 에 대하여, 만약 라면,
이다.[5]:2203, 2206 이를 작은·큰 귀납적 차원에 대한 우리손 부등식이라고 한다.
이다.[5]:2203, (1) 만약 추가로 가 정규 공간이라면,
이다.[5]:2206
곱공간
제2 가산 정칙 공간 의 경우, 귀납적 차원이 르베그 덮개 차원과 일치하므로
이다.
위상 공간 가 다음 두 조건을 만족시킨다고 하자.
그렇다면,
이다.[5]:2203, (2) 작은 귀납적 차원이 0 이하인 공간은 위 합집합 조건을 자명하게 만족시킨다. 그러나, 1차원 이상의 공간이 위 조건을 만족하기는 매우 ‘어렵다’. 예를 들어, 위 조건을 만족시키지 않는 거리화 가능 공간이 존재하며,[1]:Chapter 20 위 조건을 만족시키지 않는 콤팩트 하우스도르프 공간이 존재한다.[1]:Chapter 14
위상 공간 에 대하여, 만약 이라면,
이다.[1]:12, Exercise 2.27
이다.
에 대하여, 만약 모든 에 대하여 이라면, 이다.[1]:12, Exercise 2.28
스톤-체흐 콤팩트화
정규 하우스도르프 공간 및 그 스톤-체흐 콤팩트화 에 대하여,
이다.[4]:137, Theorem 2.2.10
0차원
경계가 공집합일 필요충분조건은 열린닫힌집합인 것이다. 따라서, 위상 공간 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치이다.
위상 공간 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치이다.[1]:10, Proposition 2.9
위상 공간 에 대하여, 다음과 같은 함의 관계들이 성립한다.
- 만약 이라면, 는 완비 정칙 공간이다.
- 만약 이며, 가 콜모고로프 공간이라면, 는 완전 분리 공간이자 티호노프 공간이다.
- 반대로, 만약 가 완전 분리 공간이자 국소 콤팩트 하우스도르프 공간이라면, 이다.[6]:362, Theorem 6.2.9
- 만약 이라면, 는 정규 공간이다.
- 만약 이며, 가 T1 공간이거나 정칙 공간이라면, 이다.
- 반대로, 만약 이며, 가 린델뢰프 공간 이라면, 이다.
국소 콤팩트 하우스도르프 공간 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치이다.[6]:362, Theorem 6.2.9
- 완전 분리 공간이다.
국소 콤팩트 파라콤팩트 하우스도르프 공간 이 주어졌을 때, 는 항상 서로소 린델뢰프 열린닫힌집합들의 합집합이다. 따라서, 에 대하여 다음 세 조건이 서로 동치이다.[6]:362, Theorem 6.2.10
- 완전 분리 공간이다.
작은 귀납적 차원이 0인 위상 공간은 흔히 0차원 공간(零次元空間, 영어: zero-dimensional space)이라고 한다. 르베그 덮개 차원이 0인 위상 공간은 흔히 강한 0차원 공간(强-零次元空間, 영어: strongly zero-dimensional space)이라고 부른다. 일부 문헌은 0차원 공간의 정의에서 T1 조건을 추가로 가정하고, 강한 0차원 공간의 정의에 티호노프 조건을 추가한다.
매장
T1 공간 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치이다.[6]:363, Theorem 6.2.16[7]:323, §f-6
이 경우, 곱공간으로의 매장은 다음과 같이 잡을 수 있다.
모든 0차원 제2 가산 정칙 하우스도르프 공간은 실수들의 집합과 위상 동형이다. 구체적으로, 제2 가산 정칙 하우스도르프 공간(=분해 가능 거리화 가능 공간) 에 대하여, 다음 세 조건이 서로 동치이다.[4]:20, Theorem 1.3.15
실수들의 집합 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치이다.
- (둘 이상의 점을 갖는) 구간을 포함하지 않는다.
뇌벨링-폰트랴긴 정리에 따르면, 제2 가산 정칙 하우스도르프 공간 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치이다.
사실, 모든 차원 이하의 제2 가산 정칙 하우스도르프 공간은 차원 유클리드 공간 에 매장할 수 있다. 구체적으로, 제2 가산 정칙 하우스도르프 공간 에 대하여, 다음 두 조건이 서로 동치이다.[4]:95, Theorem 1.11.5
예
유클리드 공간, 단체, 초구의 작은·큰 귀납적 차원은 통상적인 차원과 일치한다.
보다 일반적으로, 임의의 차원 다양체의 작은·큰 귀납적 차원 및 르베그 덮개 차원은 이다.
의 작은·큰 귀납적 차원은 이다.
조르겐프라이 직선 및 조르겐프라이 평면 의 작은·큰 귀납적 차원은 0이다.[8]:2 조르겐프라이 직선의 르베그 덮개 차원은 0이지만, 조르겐프라이 평면의 르베그 덮개 차원은 무한하다.[8]:2, Theorem 1
이산 공간과 모든 비이산 공간의 작은·큰 귀납적 차원 및 르베그 덮개 차원은 0 이하이다. 시에르핀스키 공간의 르베그 덮개 차원과 큰 귀납적 차원은 0이지만, (정칙 공간이 아니므로) 작은 귀납적 차원은 무한하다.
거리화 가능 공간 에 대하여, 만약
라면, 이다.
증명:
순서 위상을 가한 전순서 집합 의 작은 귀납적 차원은 1 이하이다.[1]:12, Exercise 2.24
참고 문헌
- ↑ 가 나 다 라 마 바 사 아 자 차 카 타 파 Charalambous, Michael G. (2019). 《Dimension theory. A selection of theorems and counterexamples》. Atlantis Studies in Mathematics (영어) 7. Cham: Springer. doi:10.1007/978-3-030-22232-1. ISBN 978-3-030-22231-4. ISSN 1875-7634. MR 3970309. Zbl 1471.54001.
- ↑ Chatyrko, Vitalij A.; Hattori, Yasunao (2003). “Around the equality towards a unifying theorem”. 《Topology and its Applications》 (영어) 131 (3): 295–302. doi:10.1016/S0166-8641(02)00358-9. ISSN 0166-8641. MR 1983085. Zbl 1030.54023.
|제목=
에 지움 문자가 있음(위치 21) (도움말) - ↑ Ostrand, Phillip A. (1971). “Covering dimension in general spaces”. 《General Topology and its Applications》 (영어) 1 (3): 209–221. doi:10.1016/0016-660X(71)90093-6. ISSN 0016-660X. MR 0288741. Zbl 0232.54044.
- ↑ 가 나 다 라 Engelking, Ryszard (1995). 《Theory of dimensions finite and infinite》. Sigma Series in Pure Mathematics (영어) 10. Heldermann Verlag: Lemgo. ISBN 3-88538-010-2. MR 1363947. Zbl 0872.54002.
- ↑ 가 나 다 라 Chatyrko, Vitalij A.; Hattori, Yasunao (2008). “Addition and product theorems for ind”. 《Topology and its Applications》 (영어) 155 (17–18): 2202–2210. doi:10.1016/j.topol.2007.05.028. ISSN 0166-8641. MR 2458005. Zbl 1161.54017.
- ↑ 가 나 다 라 Engelking, Ryszard (1989). 《General topology》. Sigma Series in Pure Mathematics (영어) 6 개정 완결판. Berlin: Heldermann Verlag. ISBN 3-88538-006-4. MR 1039321. Zbl 0684.54001.
- ↑ Hart, Klaas Pieter; Nagata, Jun-iti; Vaughan, Jerry E., 편집. (2004). 《Encyclopedia of general topology》 (영어). Amsterdam: Elsevier. ISBN 0-444-50355-2. MR 2049453. Zbl 1059.54001.
- ↑ 가 나 Sipacheva, Ol'ga (2021). “The covering dimension of the Sorgenfrey plane” (영어). arXiv:2110.08867. doi:10.48550/arXiv.2110.08867. arXiv 인용에서 지원되지 않는 변수를 사용함 (도움말)
외부 링크
- “Inductive dimension”. 《Encyclopedia of Mathematics》 (영어). Springer-Verlag. 2001. ISBN 978-1-55608-010-4.
- “Dimension theory”. 《Encyclopedia of Mathematics》 (영어). Springer-Verlag. 2001. ISBN 978-1-55608-010-4.