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§ 5。 空间关闭子群
在整个截面中,G 表示局部紧致群和 μ G 上的右 Haar 测度。
1. G 关闭子群的 Haar 措施空间
令α为=0对G、S其支持度的正测度;以下两个条件是等价的: a) S 是 G 的闭子群,并且 α 在 S 上引起的测度是 S 上的右 Haar 测度。 b) 每 s∈S δ(s)α=α。 此外,当满足这些条件时,t∈G的集合使得δ(t)α=α等于S。 显然,a) 蕴涵 b);相反,关系 b) 意味着对于每个 x∈S 都有 Sx=S;在其他字,关系x∈S和y∈S意味着y∈Sx,或者再次意味着yx−1∈S,并且由于S是非空,所以S是G的闭子群。t∈G的集合使得St=S则等于S本身,从而最后一个断言。
被以下引用 1
被以下引用 引理 3
对于截面的其余部分,我们用Γ集合表示=0对引理1的G满足条件的积极措施,并且对于每个α∈Γ,我们用Hα表示封闭的子群 G 的值就是 α 的支持度。
集合Γ在空间M+(G)−{0}关闭,配备模糊拓扑。 我们首先证明以下引理:
被以下引用 2
被以下引用 引理 3, 命题 2
令X为局部紧致空间,对于每个测度α∈M+(X)−{0},令Sα为α的支持。令 Φ 为 M+(X)−{0} 上的过滤器,模糊地收敛到度量 α0=0。那么,对于α0支持的点s的每个邻域V,都存在集合M∈Φ,这样,对于每一个α∈M,都有V∩Sα=∅。 因为,如果φ∈K+(X)是函数,并且V包含支持,并且∫φ(x)dα0(x)>0,则到定义,存在集合M∈Φ,使得∫φ(x)dα(x)>0对于所有α∈M,这意味着V∩Sα=∅。
被以下引用 3
被以下引用 § 5. 。 空间关闭子群, 引理 3, 例
令 E 为 Φ 过滤后的集合,并令 ξ↦α(ξ) 为 E 的映射进入Γ,相对于 Φ 模糊地收敛到度量 α0=0。另一方面,让ξ↦tξ是E到G的映射,这样每个ξ∈E都有tξ∈Hα(ξ)。如果s是映射ξ↦tξ相对于Φ的簇点,则δ(s)α0=α0。
引用了 4 · 被以下引用 1
引用了 命题 13, VIII § 3, 引理 1, 引理 2, 命题 1
被以下引用 § 5. 。 空间关闭子群
替换如果需要Φ通过更细过滤,我们可以假设s相对于Φ是ξ↦tξ的极限;每ξ∈E乘以引理 1,δ(tξ)α(ξ)=α(ξ),结论来自映射(u,λ)↦δ(u)λ对G×M+(G)的连续性(§ 3, No. 3,命题13)。
为了证明命题 1,通过引理 1 就足以表明,如果 Γ 上的过滤器 Ψ 模糊地收敛到测度 α0=0,并且如果 s 属于支持α0,则δ(s)α0=α0。现在,对于G中s的每个邻域V,都存在一个M∈Ψ,这样,对于每个α∈M,一个人有V∩Hα=∅,通过引理2。对于s的每个邻域V和每个α∈Γ,如果V∩Hα=∅,则令tV,α为V∩Hα的点,反之则为Hα的任意点;如果Θ是s邻域过滤器的截面过滤器,并且Φ是乘积过滤器Θ×Ψ,则根据前述,s是关于(V,α)↦tV,α的集群点 Φ。另一方面,由于映射(V,α)↦α的α0与Φ的极限相同,因此从引理3可以得出命题。
— 令φ为K+(G)中的函数,使得φ(e)>0。然后测量α∈Γ的集合Γφ使得∫φ(x)dα(x)=1对于模糊拓扑来说是紧凑的。
引用了 2 · 被以下引用 4
引用了 命题 15, III § 1, 命题 1
被以下引用 § 5. 。 空间关闭子群, 命题 3, 命题 7, 定理 1
集合Γφ是由α形成的Γ的交和M(G)的超平面,使得∫φ(x)dα(x)=1;由于这个超平面在M(G)中模糊闭,并且包含不为0,因此从命题1可以得出Γφ在M(G)中模糊闭。因此,只要证明对于G的每一个紧凑子集K,就有supα∈Γφα(K)<+∞(第III, §1, No. 9章,第15条命题)。现在,令U为不等式φ(x)>φ(e)/2定义的G中e的开邻域;从 1=∫φ(x)dα(x)≥∫Uφ(x)dα(x) 对应 α∈Γφ 开始,可以看到,在设定 c=2/φ(e),每 α∈Γφ 就有 α(U)≤c。设V是e在G中的对称开邻域,使得V2⊂U;让我们证明对于每个x∈G和每个α∈Γφ都有α(Vx)≤c。事实上,如果Vx不与α的支撑Hα相交,那么这个关系是微不足道的;相反,如果存在 h∈Vx∩Hα,则对于某些 v∈V、从而存在 h=vx
Vx=Vv−1h⊂V2h⊂Uh, 从
δ(h)α=α开始,得出
α(Vx)≤α(Uh)=α(U)≤c。现在令
(xi)1≤i≤n为
K的点的序列,使得
Vxi形式覆盖
K;由前述可知,每
α∈Γφ对应
α(K)≤∑i=1nα(Vxi)≤nc; Q.E.D.
— 根据第 2 条假设,映射 α↦(⟨φ,α⟩,⟨φ,α⟩α) 是 Γ 到乘积空间 R+∗×Γφ 的同胚。
引用了 1 · 被以下引用 2
引用了 命题 2
被以下引用 习题 2, § 5, 定理 1
由于映射 α↦⟨φ,α⟩ 是模糊连续的,因此只要观察到 ⟨φ,α⟩=0 对于每个测度 α∈Γ,从 e 属于到 α 和 φ(e)>0 的支撑Hα 即可。
2. 齐次空间体积的半连续
在这个数字中,对于每一个措施α∈Γ我们集合
Qα=G/Hα,
我们用πα典范映射G→Qα表示。
令 Γ0 为由 α 测度形成的 Γ 的子集,使得 G 的子群 Hα 是*单模*; Γ0的元素的特点是α(f)=α(f˙)对应于每个函数f∈K(G)(K(Hα)的每个函数可以通过Urysohn的定理扩展到K(G)的函数);由此可见,Γ0是Γ的*封闭*子集。回想一下,对于每个 α∈Γ0,Qα 上的商度量 μα=μ/α 已定义,并且在 G 下相对不变(第 VII, §2, No. 6,第 3 章);还记得对于每个函数 f∈K(G),
∫Gf(x)dμ(x)=∫Qαdμα(x˙)∫Hαf(xs)dα(s),
其中x˙=πα(x)是Qα中x∈G的典范像。
— 让 Γ0 成为集合的测度 α∈Γ 使得 Hα 是幺模的,并且对于每个 α∈Γ0 集合 μα=μ/α; 然后映射α↦∥μα∥*of*Γ0*进入*R*对于模糊拓扑*来说是下半连续。
引用了 4 · 被以下引用 2
引用了 命题 2, VII § 2, VIII § 4. 。测量和函数的卷积, 注 1, VIII § 4, 推论 3, VII § 2
被以下引用 命题 5, 命题 9
对于每个 α∈Γ0 和每个函数 f∈K(G)、集合
fα(x˙)=∫Hαf(xs)dα(s)=(f∗α)(x),
其中卷积乘积是相对于正确的 Haar 测量 μ 进行的,并且利用了 α˙=α (§ 4, No. 4, 公式 (11)) 这一事实。我们知道(第VII, §2, No. 1,命题2)K+(G)到K+(Qα)的映射f↦fα是*满射*;因而,通过(2),
∥μα∥=f∈K+(G),f=0supμα(fα)/∥fα∥=f∈K+(G),f=0supμ(f)/∥fα∥,
其中一个人有集合
∥fα∥=x˙∈Qαsup∣fα(x˙)∣=x∈Gsup∣(f∗α)(x)∣.
为了建立命题,只要证明给定f∈H+(G),映射α↦∥fα∥是模糊连续的。现在,设 K 为 f 的支持度; 函数f∗α的支持包含在KHα中,并且在Hα下的右侧不变;因而
∥fα∥=x∈Ksup∣(f∗α)(x)∣.
因而,结论是,配备模糊拓扑的M+(G)的映射α↦f∗α,到配备紧致收敛的拓扑的C(G),是连续的(§ 4, No. 2,注1)。
回想一下,如果对于测度 α∈Γ0,∥μα∥ 是有限的,则 G 必然是幺模的(Ch. VII, §2, No. 6,Th. 3 的 Cor. 3)。
令g为μ可积正数值函数,并令Γ0(g)为α∈Γ0测度的集合,使得∫∗g(xs)dα(s)≥1对于所有x∈G。那么Γ0(g)到R的映射α↦∥μα∥是模糊连续的。
引用了 4 · 被以下引用 3
引用了 命题 5, VII § 2, 命题 2, VII § 2, 命题 4, 注 1, VIII § 4
被以下引用 推论 2, 命题 6, 命题 7
对于每一个测量α∈Γ0(G),请回忆(第VII, §2, No. 3,第 5 条命题)函数
gα(x˙)=∫Hαg(xs)dα(s)
定义为 μα - Qα 上几乎所有位置,μα - 可积,并且
∫Gg(x)dμ(x)=∫Qαgα(x˙)dμα(x˙).
根据命题4,只需证明,在Γ0(g)中,α↦∥μα∥是*上*半连续的。固定测度α∈Γ0(g),令K为G的紧子集。Qα上存在紧支撑的连续函数,取其在[0,1]中的值,在紧集πα(K)上等于1;由于 H+(G) 到 H+(Qα) 的映射 f↦fα 是满射(第 VII, §2, No. 1,命题 2),因此可以看出存在函数 f∈H+(G),使得
(f∗α)(x)=∫Gf(xs)dα(s){≤1=1for all x∈Gfor all x∈K.
由于β↦f∗β是M+(G)的连续映射,配备了模糊的拓扑,进入C(G)配备了紧致收敛的拓扑(§ 4, No. 2,注1),可以看到对于每一个ε>0, 集合 Uε / β∈Γ0(G) 使得
fβ(x˙)=∫Gf(xs)dβ(s)>1−εfor all x∈K 是
Γ0(g)中
α的开放邻域;对于每一个
β∈Uε,我们凭借公式 (2),
(5)∥μα∥≥∫Gf(x)dμ(x)=∫Qβfβ(x˙)dμβ(x˙)≥(1−ε)μβ(πβ(K)). 给定数
ε>0,让我们选择函数
h∈K+(G)这样
∫G∣g(x)−h(x)∣dμ(x)≤ε,并让我们在前面的
K=Supp(h)中取。对于每个
β∈Γ0(g),假设
gβ(x˙)≥1 Qβ 中几乎所有地方(对于
μβ),因此
μβ(Qβ−πβ(K))≤∫Qβ−πβ(K)gβ(x˙)dμβ(x˙)=∫G−KHβg(x)dμ(x) 凭借(4);由于
h在
K之外是零,并且
afortiori在
KHβ之外,因此
μβ(Qβ−πβ(K))≤∫G−KHβ∣g(x)−h(x)∣dμ(x)≤∫G∣g(x)−h(x)∣dμ(x)≤ε; 将此结果与 (5) 结合起来,可以看出
∥μβ∥≤ε+∥μα∥/(1−ε) 当
β∈Uε时,完成证明。
— 令 K 为 G 的紧致子集,V G、c 实数 >0 中 e 的对称紧邻邻域。 映射α↦∥μα∥的限制到α∈Γ0的集合,使得G=KHα和α(V)≥c是模糊连续的。
例如,令g∈K+(G)为函数,使得g(x)≥1/c对应x∈KV。每x∈K,
∫g(xs)dα(s)≥∫Vg(xs)dα(s)≥1
对于叙述的 α 满足条件;此外,由于πα(K)=Qα,有α∈Γ0(g)、从而的推论。
设 A 是 G 的 μ 可积子集。 G 的离散子群 H 的归一化 Haar 测量的映射 α↦∥μα∥ 到集合 NA 的限制,使得 G=AH 是模糊连续的。
引用了 1
引用了 命题 5
对于 a∈A 和 α∈NA,
∫φA(as) dα(s)≥φA(a)=1,
并且从 πα(A)=Qα 开始,就有 NA⊂Γ0(φA),因此由命题 5 得出推论。
3. G 的空间闭合子群
让我们用G的*闭子群*的Σ集合来表示;如果将 α∈Γ 子群 Hα 的每个测度关联起来,即α 的支持,则可以将 Γ 的映射(称为规范)转化为 Σ,这显然是满射的,并且允许规范地识别 Σ 与集合 Γ 中同位的群的轨道与比率 >0。 集合Σ,配备模糊拓扑在Γ上的商拓扑,称为G的闭子群*的*空间。
(i) G 的单模闭子群的集合Σ0在Σ中闭(因此是紧的)。
(ii) 如果 G 由 e 的紧邻域生成,则 G 的单模闭子群 H 的集合 Σc0 使得商空间 G/H 是紧的,在 Σ0 中开(因此是局部紧的)。
(iii) 对于 G 中 e 的每个相对紧开邻域 U,G 的离散子群 H 的集合 DU,使得 H∩U={e} 在 Σ0 中闭合(因此是紧致的)。
由No. 1的命题3可知,Σ同胚于Γφ,因此由No. 1的命题2紧致。此外,在No. 2的开头注意到,α∈Γ的测度集合Γ0使得Hα是幺模,在Γ中是封闭的;由于Γ0在与>0的同位比下是稳定的,Σ中Γ0的像Σ0是Σ的闭子集,从而证明(i)。
性质 (ii) 将是以下命题中的推论:
根据No. 2的第5条命题记号,对于g∈K+(G),我们有,
Γ0(g)⊂Γc0.
因为,如果K是g的支持,关系∫g(xs)dα(s)≥1对于所有x∈G意味着KHα=G,积分显然是KHα的补集零,因此G/Hα=πα(K)是紧的。给定测度α∈Γc0,因此足以满足定义函数g∈K+(G),使得Γ0(g)是Γ0中α的邻域。由于 G/Hα 是紧致的,并且 K+(G) 到 K+(G/Hα) 的典范映射 f↦fα 是满射(第 VII, §2, No. 2 章),因此存在函数 g∈K+(G),使得 ∫g(xs)dα(s)=2 对于*每个* x∈G。令 K 为g、L e 在 G 中的对称紧邻域,生成 G; M+(G)的映射β↦g∗β进入C(G)是模糊连续的(§ 4, No. 2,*注*1),Γ0中存在α的邻域W,使得
(g∗β)(x)=∫g(xs)dβ(s)≥1
对于所有 β∈W 和 x∈LK。 (7) 的第一个成员等于 KHβ 之外的零,关系 β∈W 意味着
LK⊂KHβ,
由此可以推断,通过n上的归纳,每整数n>0对应LnK⊂KHβ;由于 L 生成 G,因此对于每个度量β∈W,我们都有 G=KHβ,这证明了 W⊂Γc0。另一方面,(7)的第一个成员在Hβ右端不变,不等式(7)对于x∈LKHβ=G也有效;因此W⊂Γ0(g),证明命题。
最后,(iii) 将是以下命题中的推论:
令N⊂Γ0为G的离散子群上的归一化哈尔测度的子空间,并且对于G中e的每个相对紧开邻域U,令NU为由α形成的N的子集,使得Hα∩U={e}。然后: a) NU 是紧凑的。 b) N 形式中集合 NU 的内部是 N 的覆盖,因为 U 运行在 G 中 e 的相对紧凑的开放邻域的集合上。 c) 为了使 N 的子集 M 在 N 中相对紧,必要且充分的是,G 中存在 e 的相对紧开邻域 U,使得 M⊂NU。
引用了 5 · 被以下引用 2
引用了 定理 1, 推论 3, IV § 4, 命题 4, VIII § 1, 命题 2, 命题 5
被以下引用 命题 9, 定理 2
由于在 Th 的规范连续映射 Γ→Σ、断言 (iii) 下,DU 是 NU 的像。 1 将立即由提案 7 a) 得出。
为了证明第 7 条,我们观察到 NU 可以定义为由 α 形成的 Γ0 的子集,这样,
α({e})≥1andα(U)≤1.
现在,如果 G 中的 A 是紧致的(或开放且相对紧致的),则 M+(G) 到 R 的映射 α↦α(A) 对于模糊拓扑是上(或下)半连续(第 IV, §4, No. 4 章,第 5 条的 Cor. 3 和前述,§1, No. 1,提案 4);因此我们看到NU是Γ0的闭子集。此外,令φ∈K+(G)为函数,使得φ(e)=1和φ(x)=0在G−U上;很明显,∫φ(x)dα(x)=1对于所有α∈NU;因此No. 1的命题2表明NU是紧集,这就证明了a)。另一方面,让V是G中e的相对紧凑的开放邻域,使得V⊂U,并让φ∈K+(G),支持包含在U中,使得φ(x)=1在V上。那么α(φ)=1对应α∈NU,因此在N中存在α的邻域W,使得β(φ)<2对应β∈W;显然W⊂NV,因此NV是NU的邻域。由于NU覆盖了N,这就证明了b)。最后,N的每个紧凑子集M都包含在集合NUi(1≤i≤n)的有限并中,并且从⋃iNUi⊂NU开始,其中U=⋂iUi,这证明了c)。
4. 群无任意小有限子群的情况
— 让 G 成为以下群满足的局部紧致条件: (L)*在*G*中存在*e*的邻域,即包含没有有限的子群*G*不减少到*e。 以下属性保持: (i) 集合 D 离散子群的 G 局部闭于 Σ (相当于说局部紧致)。 (ii) 对于一个封闭的子集 A of D 为了紧凑,存在一个邻域 U of e 在 G 使得 H∩U={e} 对于每个子群 H∈A。 (iii) 如果在加法 G *由 * e 的紧邻邻域生成,*则集合* Dc 为离散子群 H 为 G 使得 G/H 是紧致的局部封闭于 Σ (因此是局部紧凑的)。
引用了 2
引用了 定理 1, 命题 7
我们有 Dc=D∩Σc0,因此 (iii) 是 (i) 的推论,并且 Th。 1 (ii) No. 3。
对于No. 3的记号,第7条命题,对于证明 (i) 和 (ii) 来说,足以证明:
N 到 D 的规范双射是同胚。
被以下引用 2
被以下引用 推论, 例
现在,如果Γd是G的离散子群上的Haar测度的集合,则D与Γd中同调的群轨道空间与比率标准同胚>0(GT,I, §5, No. 2,提案 4)。因此,只要证明Γd到R+∗×N的典范映射α↦(α({e}),α/α({e}))是*同胚*,这将由以下引理得出:
如果群G满足条件(L),则Γd到R+∗的映射α↦α({e})是模糊连续的。
让我们考虑一个度量α∈Γd;令V0是G中e的相对紧邻开邻域,使得Hα∩V0={e}并且不存在V0中包含的G的有限子群并且不减少到e。令 V 为 e 的对称紧邻域,使得 V3⊂V0,令 U 为 e 的对称邻域,使得 U2⊂V。设φ(分别为ψ)在H+(G)中为函数,[0,1]中的值等于V3(分别在点e)上的1,并且支持包含在V0(分别在U)。 集合测量β∈Γd,使得∣β(φ)−α(φ)∣≤ε和∣β(ψ)−α(ψ)∣≤ε是α的邻域W。我们建议证明,只要 ε 足够小,Hβ∩V={e} 对于每个 β∈W;然后它会遵循β(ψ)=β({e}),因此∣β({e})−α({e})∣≤ε,这将证明引理。
足以证明,对于 β∈W,
(V2−V)∩Hβ=∅.
对于,假设这个点成立:那么,对于V∩Hβ中的x和y,有xy−1∈V2∩Hβ;但是,根据 (8),这意味着 xy−1∈V∩Hβ;在其他字中,V∩Hβ是G的*子群*,显然是离散且紧致的,因此是有限的;但是,通过V0的选择,这意味着确实是V∩Hβ={e}。
让我们用反证法来论证,假设存在V2−V中的点z即属于到Hβ;通过U和V的选择,我们在G中有ψ(sz−1)+ψ(s)≤φ(s),关系z∈/U2意味着Uz∩U=∅。自从
∫ψ(sz−1)dβ(s)=∫ψ(s)dβ(s),
由此可见 2β(ψ)≤β(φ)≤α(φ)+ε;但我们也有
β(ψ)≥α(ψ)−ε, 以及构造
α(φ)=α(ψ)=α({e})。因此,我们通过取
ε<α({e})/3 来得出矛盾。 Q.E.D.
在图形项中,群G满足条件(L)据说*不具有任意小的有限子群。*可以证明每个李群满足条件 (L);但这个条件不是李群的特性;对于例,p-adic 整数的乘法群全等于 1 mod p 满足 (L)。*
5. 阿贝尔群的情形
令G为G的离散子群上的归一化哈尔测度的局部紧凑群、N⊂Γ0子空间,以及N相应的的离散子群的Nc子集 G的H使得G/H是*紧凑*;因此No. 3的记号中的Nc=N∩Γc0,提案6;如果群 G 是由 e 的紧邻域生成的,则根据第 6 条命题 No. 3,Nc 在 N 中是“开*”(因此由第 7 条命题的 No. 3 是“局部紧致”)并且映射 α↦∥μα∥ 的限制到 Nc 模糊连续。
令 G 为局部紧致阿贝尔的群,由 e 的紧致邻域生成。为了使Nc的子集A在Nc中相对紧凑,满足以下两个条件是充分必要的:
引用了 3 · 被以下引用 1
引用了 命题 2, VII § 1, 命题 4, 命题 7
被以下引用 推论
(i) 在G中存在e的开放邻域U,使得Hα∩U={e}对于所有α∈A。
(ii) 存在一个常数 k,使得 μα(G/Hα)≤k 对于所有 α∈A。
如果A⊂Nc在Nc中相对紧凑,那么在N中它是*更不必说*,因此条件(i)和(ii)的必要性从No. 3得出,道具。 6 和 7(不假设 G 为阿贝尔的)。相反,假设A⊂Nc满足这些条件;如果 A 是 A in N 的闭包,那么 A 根据第 7 条命题 No. 3 是紧的;此外,由于对于模糊的拓扑(No. 2,命题4),α↦∥μα∥在Γ0上是下半连续的,条件(ii)意味着对于所有α∈A也有∥μα∥≤k。现在,由于G是阿贝尔的,μα=μ/α是群G/Hα的哈尔测度,因此G/Hα对于每个α∈A都是紧凑的(第VII, §1, No. 2,第2条)。这意味着A⊂Nc,因此A在Nc中相对紧凑。
令 Dc 为 G 的离散子群 H 的集合,使得 G/H 是紧致的,对于每个 H∈Dc,令 v(H) 为总质量 μα(G/H),其中 μα 为μ 通过标准化 Haar 测量α H。为了使空间Dc中的子集A在Dc中相对紧凑,满足以下两个条件是充分必要的:
(i) G 中存在e 的开放邻域U,使得H∩U={e} 对于所有H∈A。
(ii) 存在一个常数 k,使得 v(H)≤k 对于所有 H∈A。
考虑到第 9 条命题,这可以立即得出以下事实:在 N 到 D 的规范双射下,Dc 是 Nc 的像,并且根据所做出的假设,这个双射是同胚(No. 4,提案 8)。
让我们采用 G=Rn,对于μ,采用勒贝格测度; Cor 的所有假设。提案 9 的满足。使得G/H紧致的G的离散子群H正是*秩*n的离散子群(GT,VII, §1, No. 1,Th.1);这样子群H是由Rn的基(ai)1≤i≤n生成的,并且
v(H)=∣det(a1,…,an)∣
(行列式是针对典范基或Rn而取的)(第VII, §2, No. 10,第4章)。 空间Dc在这里可以这样解释:每个子群H∈Dc是子群Zn的变换g⋅Zn除以元素g∈GL(n,R),以及子群使Zn稳定的GL(n,R)可以用GL(n,Z)来识别。因而,Dc可以被规范地识别为(非拓扑)齐次空间,与GL(n,R)/GL(n,Z)。另一方面,GL(n,R)在Rn中连续运行,因此对于模糊的拓扑(§3, No. 3,命题13)也在M+(Rn)中运行,因此在M+(Rn)的子空间Nc中运行;此外,Nc到Dc的规范同胚(No. 4,命题8)与GL(n,R)的运算的律兼容。由于GL(n,R)在无穷大处可数并且Dc是局部紧致的,因此上面定义的GL(n,R)/GL(n,Z)到Dc的双射是一个*同胚*(Ch.VII,App.I,引理2)。科。因而,第 9 条命题给出了齐次空间 GL(n,R)/GL(n,Z) 中紧致性的标准。
引用了 6
引用了 定理 1, VII § 1, 推论, 定理 4, VII § 2, 命题 13, VIII § 3, 引理 2, 命题 8
6. 另一个关闭子群空间拓扑的解释
设F为G闭子集的集合; F 上的一个定义 a Hausdorff 均匀结构 的方式如下:对于 G 的每一个紧凑子集 K 以及 G 中 e 的每个邻域 V,令 P(K,V) 为集合对 (X,Y) 元素 F 使得两者
(9)X∩K⊂VYandY∩K⊂VX.
让我们证明,P(K,V) 的集合是 Hausdorff 制服结构 U F 的基本随从人员系统。 GT的公理(UI′)和(UII′),II, §1, No. 1显然很满意;此外,关系K⊂K′和V′⊂V意味着P(K′,V′)⊂P(K,V);为了验证(UIII′),我们可以将极限自身化为V是e的对称紧邻域,从而VK是紧的。假设(X,Y)∈P(VK,V)和(Y,Z)∈P(VK,V);那么X∩K⊂X∩VK⊂VY,如果y∈Y对于某些v∈V来说是这样的vy∈K,那么必然是y∈VK,因此
X∩K⊂V(Y∩VK);
另一方面,Y∩VK⊂VZ,从而X∩K⊂V2Z,并且类似地显示Z∩K⊂V2X,从而证明(UIII′)。最后,如果X,Y是F的两个不同的元素,则存在例点a∈X使得a∈/Y,因此e的对称紧邻域V使得Va∩Y=∅,即, a∈/VY; 更不必说 (X,Y)∈/P(Va,V),完成我们的断言的证明。
至此成立,让我们考虑一下刚才定义的均匀空间F的拓扑所诱发的G拓扑T的封闭子群的集合Σ。我们将看到这个拓扑*与No. 3*中定义的拓扑相同。只要证明当Σ配备拓扑T时,Γ到Σ的映射α↦Hα是*连续的*:因为,对于这个映射的限制来说,同样如此Γφ(与No. 1,命题 2 中的记号一样),它是双射的;但由于Γφ是紧的,并且拓扑T是分离的,Γφ的映射α↦Hα进入Σ将是同胚。
因此,令α0为Γ的点,并令Φ为Γ上的过滤器,收敛于α0;我们要证明,对于Φ,对于拓扑T,Hα趋向于Hα0。设K是G的紧子集,V是e在G的对称紧邻域;对于每一个x∈Hα0∩K,都存在集合M(x)∈Φ,这样对于每一个α∈M(x),就有Vx∩Hα=∅(No. 1,引理2),从而Vx⊂V2Hα;当用集合 Vxi 的有限数覆盖 Hα0∩K 时,我们会发现,如果 M=⋂iM(xi),则对于每个 α∈M 都有 Hα0∩K⊂V2Hα。
相反,假设G中存在e的开邻域U,使得对于每一个集合L∈Φ,至少有一个α∈L对应Hα∩K⊂UHα0;如果ω(L)是α∈L的集合且具有该性质,则ω(L)将是Φ′在Γ更细上的过滤器形式基比Φ,并且,对于每个对于L∈Φ,ω(L)的α属于到并E,将存在tα∈Hα∩K而不是属于到UHα0;对于α∈/E,取Hα中的任何点作为tα。由于K∩C(UHα0)是紧的,因此相对于Φ′、属于到K∩C(UHα0),将存在α↦tα的簇点s;但由于Φ′在Γ中收敛到α0,因此No. 1的与……矛盾引理 3。
习题
习题
参见习题为 § 5。