等度連續函式族

函式族是數學中最重要的概念之一。它是從大量實際問題中抽象出來的,體現出合乎形式邏輯和辯證邏輯的數學思維。 等度連續函式族(family of equicontinuousfunctions)一類特殊的函式族。若F在X的每點都是等度連續的,則稱F是等度連續函式族。若F是等度連續函式族,則F上的點態收斂拓撲是聯合連續的。

概念

等度連續函式族 等度連續函式族

等度連續函式族(family of equicontinuous functions)是一類特殊的函式族。設F為拓撲空間X到一致空間(Y,V)的映射族,x∈X。若對於任意V∈V,存在x的鄰域U,使得對於任意f∈F,,則稱F在x是等度連續的。若F在X的每點都是等度連續的,則稱F是等度連續函式族。若F是等度連續函式族,則F上的點態收斂拓撲是聯合連續的。若F關於聯合連續拓撲為緊的,則F是等度連續的。

函式族

數學中最重要的概念之一。它是從大量實際問題中抽象出來的,體現出合乎形式邏輯和辯證邏輯的數學思維。函式概念多方面地促使數學向前發展,它幾乎是現代數學每一分支的主要研究對象.由於函式概念的內涵逐步擴充,因而數學新的分支也不斷地湧現.

中學數學中函式的定義是:如果在某變化過程中有兩個變數x和y,並且對於x在某個範圍內的每一個確定的值,按照某個對應法則,y都有唯一確定的值和它對應,那么y就是x的函式,x叫做自變數,x的取值範圍叫做函式的定義域.和x的值對應的y的值叫做函式值,函式值的集合叫做函式的值域.

從映射的觀點給出函式的定義是:當集合A,B都是非空的數的集合,且B的每一個元素都有原象時,這樣的映射f:A→B就是定義域A到值域B上的函式.函式是由定義域、值域以及定義域到值域上的對應法則三部分組成的一類特殊的映射。

例如函式y=x+2,它的定義域是A={x|x∈R},值域是B={y|y≥2},對應法則是“平方加2”,這個函式就是一個集合A到B上的映射。

函式這個名詞,是微積分的奠基人之一——德國的哲學家兼數學家G.W.萊布尼茲首先採用的。他用函式表示任何一個隨著曲線上的點的變動而變動的量。與此同時,瑞士數學家雅克·貝努利給出了和G。

W.萊布尼茲相同的函式定義。1718年雅克·貝努利的弟弟約翰·貝努利給出了函式的如下定義:由任一變數和常數的任意形式所構成的量叫做這一變數的函式.後來約翰·貝努利的學生歐拉把函式定義又推進了一步,使之更加明朗化.他把凡是可以給出“解析式表示”的,通稱為函式.這裡的“解析式”包括多項式、對數式,三角式乃至冪級數.並且於1734年採用了現在通用的記號f(x)來表示函式.後來,由於對於一個函式表達方式是否唯一的問題,在不斷的爭議中逐漸澄清,法國數學家柯西又引入了新的函式定義:在某些變數間存在著一定的關係,當一經給定其中某一變數的值,其他變數的值也可隨之而確定時,則將最初的變數稱之為“自變數”,其他各變數則稱為“函式”。到了19世紀德國數學家黎曼給出了函式的下述定義:對於x的每一個值,y總有完全確定的值與之對應,而不拘建立x,y之間的對應方法如何,均將y稱為x的函式.另一個德國數學家狄利克雷也於1837年給出一個新的函式定義:對a≤x≤b之間的每一個x值,y總有完全確定的值與之對應,不論這一對應是用什麼方法建立的,總可以把y稱為x的函式.這兩個定義都徹底拋棄了以前定義中解析式的束縛,特別突出了函式概念的本質——對應思想。

拓撲空間

歐幾里得空間的一種推廣。給定任意一個集,在它的每一個點賦予一種確定的鄰域結構便構成一個拓撲空間。拓撲空間是一種抽象空間,這種抽象空間最早由法國數學家弗雷歇於1906年開始研究。1913年他考慮用鄰域定義空間,1914年德國數學家豪斯多夫給出正式定義。豪斯多夫把拓撲空間定義為一個集合,並使用了“鄰域”概念,根據這一概念建立了抽象空間的完整理論,後人稱他建立的這種拓撲空間為豪斯多夫空間(即現在的T2拓撲空間)。同時期的匈牙利數學家裡斯還從導集出發定義了拓撲空間。20世紀20年代,原蘇聯莫斯科學派的數學家П.С.亞里山德羅夫與烏雷松等人對緊與列緊空間理論進行了系統研究,並在距離化問題上有重要貢獻。1930年該學派的吉洪諾夫證明了緊空間的積空間的緊性,他還引進了拓撲空間的無窮乘積(吉洪諾夫乘積)和完全正規空間(吉洪諾夫空間)的概念。

20世紀30年代後,法國數學家又在拓撲空間方面做出新貢獻。1937年布爾巴基學派的主要成員H.嘉當引入“濾子”、“超濾”等重要概念,使得“收斂”的更本質的屬性顯示出來。韋伊提出一致性結構的概念,推廣了距離空間,還於1940年出版了《拓撲群的積分及其套用》一書。1944年迪厄多內引進雙緊緻空間,提出仿緊空間是緊空間的一種推廣。1945年弗雷歇又提出抽象距的概念,他的學生們進行了完整的研究。布爾巴基學派的《一般拓撲學》亦對拓撲空間理論進行了補充和總結。

此外,美國數學家斯通研究了剖分空間的可度量性,1948年證明了度量空間是仿緊的等結果。捷克數學家切赫建立起緊緻空間的包絡理論,為一般拓撲學提供了有力工具。他的著作《拓撲空間論》於1960年出版。近幾十年來拓撲空間理論仍在繼續發展,不斷取得新的成果。

一致空間

集合上的一種結構。設X為集合,U為X×X的非空子集族.若U滿足下列條件,則稱U是X上的一致結構:

1.U的每一個元包含對角線Δ。

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2.若U∈U,則,其中:

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3.若U∈U,則存在V∈U使得V°VU,其中:{(x,z)|存在y使得(x,y)∈V,且(y,z)∈V}。

4.若U,V∈U,則U∩V∈U。

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5.若U∈U並且UVX×X,則V∈U。

具有一致結構U的集合X稱為一致空間,記為(X,U)。一致空間的概念是韋伊(Weil,A.)於1938年引入的。布爾巴基(Bourbaki,N.)於1940年首先給予系統的論述。圖基(Tukey,J.W.)於1940年用覆蓋族定義並研究了一致空間的等價的概念。艾斯貝爾(Isbell,J.R.)於1964年出版的書中,包含了用覆蓋敘述的一致空間理論的重要發展。一致空間也可用偽度量族來描述,它是由布爾巴基於1948年給出的。

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