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1. G \mathscr{G} G 收敛的均匀性
记号。如果X X X 和Y Y Y 是任意两个集合,我们记得X X X 到Y Y Y 的所有映射中的集合用F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 表示,并且可以用乘积集合Y X Y^X Y X 来标识(集合理论,章II, § 5, no. 2)。对于F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 的每个子集H H H 和每个x ∈ X x \in X x ∈ X ,我们将用元素u ( x ) ∈ Y u(x) \in Y u ( x ) ∈ Y 的H ( x ) H(x) H ( x ) 集合表示,因为u u u 贯穿H H H 。如果Φ \Phi Φ 是F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 上的过滤器基,我们用Φ ( x ) \Phi(x) Φ ( x ) 表示由集合H ( x ) H(x) H ( x ) 形成的Y Y Y 上的过滤器基,因为H H H 穿过Φ \Phi Φ 。最后,我们记得,对于X X X 的每个u ∈ F ( X ; Y ) u \in \mathscr{F}(X; Y) u ∈ F ( X ; Y ) 和每个子集A A A ,u ∣ A u|A u ∣ A 表示u u u 到A A A 的限制,即A A A 的映射到Y Y Y ;如果H H H 是F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 的子集,H ∣ A H|A H ∣ A 将表示函数u ∈ H u \in H u ∈ H 的限制u ∣ A u|A u ∣ A 集合。
1. 均匀收敛的均匀性
令X X X 为集合,令Y Y Y 为均匀空间。 For each entourage V V V of Y Y Y , let W ( V ) W(V) W ( V ) denote the set of all pairs ( u , v ) (u, v) ( u , v ) of mappings of X X X into Y Y Y such that ( u ( x ) , v ( x ) ) ∈ V (u(x), v(x)) \in V ( u ( x ) , v ( x )) ∈ V for all x ∈ X x \in X x ∈ X . 由于V V V 贯穿Y Y Y 周边的集合,集合W ( V ) W(V) W ( V ) 形式是F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 上均匀性的基本系统周边。 因为他们显然满足公理( U 1 ′ ) (U'_1) ( U 1 ′ ) (章II, § 1, no. 1);如果V , V ′ V, V' V , V ′ 是Y Y Y 的两个随从,使得V ⊂ V ′ V \subset V' V ⊂ V ′ ,我们有W ( V ) ⊂ W ( V ′ ) W(V) \subset W(V') W ( V ) ⊂ W ( V ′ ) ,因此集合W ( V ) W(V) W ( V ) 满足
( B 1 ) (B_1) ( B 1 ) (章I, § 6, no. 3);我们有W ( V ) ^ = W ( V ‾ ) \widehat{W(V)} = W(\overline{V}) W ( V ) = W ( V ) ,所以满足( U I I ′ ′ ) (U''_{II}) ( U I I ′′ ) ;最后,关系“( u ( x ) , v ( x ) ) ∈ V (u(x), v(x)) \in V ( u ( x ) , v ( x )) ∈ V 对于所有x ∈ X x \in X x ∈ X ”和“( v ( x ) , w ( x ) ) ∈ V (v(x), w(x)) \in V ( v ( x ) , w ( x )) ∈ V 对于所有x ∈ X x \in X x ∈ X ”意味着关系“( u ( x ) , w ( x ) ) ∈ V ‾ 2 (u(x), w(x)) \in \overline{V}^2 ( u ( x ) , w ( x )) ∈ V 2 对于所有x ∈ X x \in X x ∈ X ”;在其他字中,我们有W ( V ) ^ ⊂ W ( V ‾ 2 ) \widehat{W(V)} \subset W(\overline{V}^2) W ( V ) ⊂ W ( V 2 ) ,这证明了( U I I I ′ ′ ′ ) (U'''_{III}) ( U I I I ′′′ ) 。
uniformity on 集合 F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) which has as a fundamental 系统 of entourages 集合 of 子集 W ( V ) W(V) W ( V ) , where V V V runs through 集合 of entourages of Y Y Y , is called the uniformity of uniform convergence. 拓扑它诱导称为一致收敛的拓扑。如果F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 上的滤波器Φ \Phi Φ 相对于此拓扑收敛到元素u 0 u_0 u 0 ,则称Φ \Phi Φ 均匀收敛到u 0 u_0 u 0 。
引用了 1 引用了 习题 4, § 1
注,F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 上一致收敛的*拓扑*取决于Y Y Y 的一致结构,而不仅仅取决于Y Y Y (习题4)的拓扑。
赋予F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 一致收敛的一致性而得到的一致空间记为F u ( X ; Y ) \mathscr{F}_u(X; Y) F u ( X ; Y ) 。
2. S \mathfrak{S} S -收敛
Let X X X be a set, Y Y Y a uniform space, S \mathfrak{S} S a set of subsets of X X X . S \mathfrak{S} S 的集合均匀收敛的均匀性,或者简称为S \mathfrak{S} S 收敛的均匀性,是F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 上的最粗均匀性,它使得F ( X , Y ) \mathscr{F}(X, Y) F ( X , Y ) 的均匀连续限制映射u → u ∣ A u \to u|A u → u ∣ A 变成均匀的空间 F u ( A ; Y ) \mathscr{F}_u(A; Y) F u ( A ; Y ) ,其中A A A 穿过S \mathfrak{S} S 。 赋予F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 均匀性S \mathfrak{S} S 收敛性,得到均匀空间记为F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_{\mathfrak{S}}(X; Y) F S ( X ; Y ) 。
引用了 5 引用了 命题 4, II § 2 , 命题 10, I § 7 , 命题 4, II § 3 , 命题 4, I § 2 , 命题 3, II § 4
由S \mathfrak{S} S 收敛的均匀性引起的拓扑称为S \mathfrak{S} S 收敛*的*拓扑;它是最粗糙的,其中 F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 到 F u ( A ; Y ) \mathscr{F}_u(A; Y) F u ( A ; Y ) (A ∈ S A \in \mathfrak{S} A ∈ S ) 的所有映射 u → u ∣ A u \to u|A u → u ∣ A 都是连续的(章 II, § 2, no. 3、命题 4,推论)。
F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 上的滤波器Φ \Phi Φ 相对于S \mathfrak{S} S 的拓扑收敛到u 0 u_0 u 0 ,当且仅当u ∣ A u|A u ∣ A 对于所有A ∈ S A \in \mathfrak{S} A ∈ S (章)相对于Φ \Phi Φ 一致收敛到u 0 ∣ A u_0|A u 0 ∣ A I, § 7, no. 6、命题 10),因此Φ \Phi Φ *一致收敛到u 0 u_0 u 0 于S \mathfrak{S} S 的集合*。
F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_{\mathfrak{S}}(X; Y) F S ( X ; Y ) 上的滤波器基Φ \Phi Φ 是柯西滤波器基当且仅当对于映射u → u ∣ A u \to u|A u → u ∣ A 下Φ \Phi Φ 的每个A ∈ S A \in \mathfrak{S} A ∈ S 、像是F u ( A ; Y ) \mathscr{F}_u(A; Y) F u ( A ; Y ) 上的柯西滤波器基 (章II, § 3, no. 1、命题4)。
令 f f f 为拓扑(或均匀)空间 Z Z Z 到 F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_{\mathfrak{S}}(X; Y) F S ( X ; Y ) 的映射。那么 f f f 是连续的(或一致连续的)当且仅当,对于 Z Z Z 到 F u ( A ; Y ) \mathscr{F}_u(A; Y) F u ( A ; Y ) 的每个 A ∈ S A \in \mathfrak{S} A ∈ S 、映射 z → f ( z ) ∣ A z \to f(z)|A z → f ( z ) ∣ A 是连续的(或一致连续的)(章 I, § 2, no. 3、命题 4; 章II, § 2, no. 3、命题4)。
Finally, let M M M be a subset of F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_{\mathfrak{S}}(X; Y) F S ( X ; Y ) ; then M M M is precompact if and only if, for each A ∈ S A \in \mathfrak{S} A ∈ S , the set of restrictions u ∣ A u|A u ∣ A for u ∈ M u \in M u ∈ M is a precompact subset of F u ( A ; Y ) \mathscr{F}_u(A; Y) F u ( A ; Y ) (Chapter II, § 4, no. 2, Proposition 3).
如果* Y Y Y 是Hausdorff,并且 S \mathscr{S} S 是 X X X 的覆盖,*则空间* F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y ) 是Hausdorff 。
被以下引用 3 被以下引用 注, X § 2 , 推论 1, X § 2 , 命题 1, X § 3
令u , v u, v u , v 为F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y ) 的两个元素,使得( u , v ) ∈ W ( A , V ) (u, v) \in W(A, V) ( u , v ) ∈ W ( A , V ) 对应于Y Y Y 的每个随行人员V V V 以及每个A ∈ S A \in \mathscr{S} A ∈ S 。由于Y Y Y 是Hausdorff,因此在每个集合A ∈ S A \in \mathscr{S} A ∈ S 上都有u u u 和v v v 重合,并且由于S \mathscr{S} S 涵盖X X X ,我们必须有u = v u = v u = v 。
3. 例 OF E \mathscr{E} E -收敛
I。 在 X X X 的子集均匀收敛。令A A A 为X X X 的子集并取G = { A } \mathscr{G} = \{ A \} G = { A } 。 G \mathscr{G} G 收敛的均匀性(分别为拓扑)则称为*A A A 中一致收敛的*均匀性*(分别为*拓扑*);如果F G ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{G}(X; Y) F G ( X ; Y ) 上的过滤器Φ \Phi Φ 收敛到u 0 u_0 u 0 ,则据说在*A A A *均匀地收敛到u 0 u_0 u 0 。当A = X A = X A = X 时,我们恢复了no. 1中定义的一致收敛性结构。
II。 在 X X X 的子集中逐点收敛。令A A A 为X X X 中的子集,并取G \mathscr{G} G 为X X X 中所有子集中的集合,其中子集由单个点属于到A A A 组成(通过注 2 of no. 2 如果我们将 G \mathscr{G} G 视为集合中的有限子集 A A A ,则结果是一样的)。 G \mathscr{G} G 收敛的均匀性(分别为拓扑)被称为*A A A 中逐点收敛的*均匀性*(分别为*拓扑*);如果F G ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{G}(X; Y) F G ( X ; Y ) 上的过滤器Φ \Phi Φ 收敛到u 0 u_0 u 0 ,则据说在*A A A *逐点收敛到u 0 u_0 u 0 。当且仅当对于每个 x ∈ A x \in A x ∈ A ,u 0 ( x ) u_0(x) u 0 ( x ) 相对于过滤器 Φ \Phi Φ 是 u ( x ) u(x) u ( x ) 的极限时,才会出现这种情况。
特别是,当A = X A = X A = X 时,X X X 中逐点收敛的均匀性(相应于拓扑)简称为逐点收敛*的*均匀性*(相应于*拓扑*);将这个结构赋予F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 得到的均匀空间用F s ( X ; Y ) \mathscr{F}_s(X; Y) F s ( X ; Y ) 表示。 注,逐点收敛的拓扑只是Y X Y^X Y X 上的*乘积* 拓扑,因此仅取决于Y Y Y 的拓扑,而不取决于其一致的结构。
III。紧凑收敛。假设X X X 是拓扑空间,并取S \mathscr{S} S 为X X X 的所有紧致子集的集合。 S \mathscr{S} S 收敛的均匀性(拓扑)则称为紧收敛的均匀性(拓扑),而通过赋予F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 这种均匀性而获得的均匀空间表示为F c ( X ; Y ) \mathscr{F}_c(X; Y) F c ( X ; Y ) 。紧致收敛的结构比一致收敛更粗,如果X X X 是紧致的,则两个重合;而且逐点收敛的更细比结构大,如果X X X 是离散的,这两个重合。
如果X X X 是一致的空间,我们可以通过将S \mathscr{S} S 取为X X X 的所有预紧式子集的集合来在F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 预紧式收敛的一致性上得到定义。同样,如果X X X 是一个度量空间,我们可以将S \mathscr{S} S 视为X X X 的所有有界子集中的集合; S \mathscr{S} S -收敛的一致性称为有界收敛的一致性。
4. 空间 F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y ) 的特性
令X 1 , X 2 X_1, X_2 X 1 , X 2 为两个集合,令Y Y Y 为统一的空间,令S i \mathscr{S}_i S i 为X i X_i X i (i = 1 , 2 i = 1, 2 i = 1 , 2 )子集集合及S 1 × S 2 \mathscr{S}_1 \times \mathscr{S}_2 S 1 × S 2 集合形式 A 1 × A 2 A_1 \times A_2 A 1 × A 2 X 1 × X 2 X_1 \times X_2 X 1 × X 2 子集,其中 A i ∈ S i , i = 1 , 2 A_i \in \mathscr{S}_i, i = 1, 2 A i ∈ S i , i = 1 , 2 。然后是规范的双射
F ( X 1 × X 2 ; Y ) → F ( X 1 ; F ( X 2 ; Y ) )
\mathscr{F}(X_1 \times X_2; Y) \to \mathscr{F}(X_1; \mathscr{F}(X_2; Y))
F ( X 1 × X 2 ; Y ) → F ( X 1 ; F ( X 2 ; Y )) (集合理论,R,§ 4, no. 14)是均匀空间的同构
F S 1 × S 2 ( X 1 × X 2 ; Y )
\mathscr{F}_{\mathscr{S}_1 \times \mathscr{S}_2}(X_1 \times X_2; Y)
F S 1 × S 2 ( X 1 × X 2 ; Y ) 到
F S 1 ( X 1 ; F S 2 ( X 2 ; Y ) ) \mathscr{F}_{\mathscr{S}_1}(X_1; \mathscr{F}_{\mathscr{S}_2}(X_2; Y)) F S 1 ( X 1 ; F S 2 ( X 2 ; Y )) 。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 X § 4. 连续实值函数的近似值
被以下引用 推论 2, X § 3
令V V V 为Y Y Y 的随从,令A i ∈ S i ( i = 1 , 2 ) A_i \in \mathscr{S}_i (i = 1, 2) A i ∈ S i ( i = 1 , 2 ) ;那么从定义紧接着,W ( A 1 × A 2 , V ) W(A_1 \times A_2, V) W ( A 1 × A 2 , V ) 通过规范的双射与 W ( A 1 , W ( A 2 , V ) ) W(A_1, W(A_2, V)) W ( A 1 , W ( A 2 , V )) 进行识别,结果是直接的。
a) 设X X X 为集合;设S \mathscr{S} S 为X X X 子集集合;令Y , Y ′ Y, Y' Y , Y ′ 为两个统一的空间;令f : Y → Y ′ f : Y \to Y' f : Y → Y ′ 为均匀连续的映射。那么F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y ) 入F S ( X ; Y ′ ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y') F S ( X ; Y ′ ) 的映射u → f ∘ u u \to f \circ u u → f ∘ u 是均匀连续的。
b) 设X , X ′ X, X' X , X ′ 为二集合;令S \mathscr{S} S (或S ′ \mathscr{S}' S ′ )为X X X (或X ′ X' X ′ )的子集集合;设Y Y Y 为统一的空间;并令g : X ′ → X g : X' \to X g : X ′ → X 为映射,使得对于每个A ′ ∈ S ′ A' \in \mathscr{S}' A ′ ∈ S ′ ,g ( A ′ ) g(A') g ( A ′ ) 包含在S \mathscr{S} S 的集合的有限并中。那么F S ( X , Y ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X, Y) F S ( X , Y ) 到F S ′ ( X ′ ; Y ) \mathscr{F}_{\mathscr{S}'}(X'; Y) F S ′ ( X ′ ; Y ) 的映射u → u ∘ g u \to u \circ g u → u ∘ g 是均匀连续的。
令X , Y X, Y X , Y 为两个集合,令( X λ ) λ ∈ L (X_\lambda)_{\lambda \in L} ( X λ ) λ ∈ L 为集合的家族,并令( Y μ ) μ ∈ M (Y_\mu)_{\mu \in M} ( Y μ ) μ ∈ M 为制服空间的家族。对于每个λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L ,令S λ \mathscr{S}_\lambda S λ 为X λ X_\lambda X λ 的子集集合,令g λ g_\lambda g λ 为X λ X_\lambda X λ 的映射到X X X ,并令S \mathscr{S} S 为集合 X X X 中的子集,即集合 g λ ( S λ ) g_\lambda(\mathscr{S}_\lambda) g λ ( S λ ) 中的并。对于每个μ ∈ M \mu \in M μ ∈ M ,令f μ f_\mu f μ 是Y Y Y 到Y μ Y_\mu Y μ 的映射,并赋予Y Y Y 最粗糙的均匀性,使得f μ f_\mu f μ 均匀连续。那么S \mathscr{S} S -收敛于F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 的均匀度就是使F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 的映射u → f μ ∘ u ∘ g λ u \to f_\mu \circ u \circ g_\lambda u → f μ ∘ u ∘ g λ 均匀连续到F S λ ( X λ , Y μ ) \mathscr{F}_{\mathscr{S}_\lambda}(X_\lambda, Y_\mu) F S λ ( X λ , Y μ ) 的最粗均匀度。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 注 1
被以下引用 注, X § 2
这些命题是描述的直接的推论,是no. 2、注1中给出的S \mathscr{S} S 收敛的均匀性的基本系统; 证明的细节留给读者去了解。 命题 4 特别意味着:
令X X X 为集合,令( Y i ) i ∈ I (Y_i)_{i \in I} ( Y i ) i ∈ I 为制服空间家族,令S \mathscr{S} S 为X X X 子集集合。如果我们赋予 ∏ i ∈ I Y i \prod_{i \in I} Y_i ∏ i ∈ I Y i 乘积均匀性,则均匀空间 F S ( X , ∏ i ∈ I Y i ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X, \prod_{i \in I} Y_i) F S ( X , ∏ i ∈ I Y i ) 到乘积均匀空间 ∏ i ∈ I F S ( X ; Y i ) \prod_{i \in I} \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y_i) ∏ i ∈ I F S ( X ; Y i ) 的规范双射 (集合理论,R,§ 4, no. 13)为同构。
引用了 1 引用了 X § 4. 连续实值函数的近似值
5. 完成子集 / F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y )
令Φ \Phi Φ 为集合,Y Y Y 统一为空间,以及X X X 的子集为S \mathscr{S} S 集合。然后,F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y ) 上的滤波器Φ \Phi Φ 收敛到u 0 u_0 u 0 当且仅当Φ \Phi Φ 关于S \mathscr{S} S 收敛的均匀性是柯西滤波器,并且逐点收敛到B = ⋃ A ∈ S A B = \bigcup_{A \in \mathscr{S}} A B = ⋃ A ∈ S A 中的u 0 u_0 u 0 。
引用了 2 · 被以下引用 3 引用了 命题 7, II § 3 , 注 6
被以下引用 推论 1 , 推论 3 , 推论 1, X § 2
由于B B B 中的逐点收敛的结构比S \mathscr{S} S 收敛更粗糙,因此足以表明对于每个A ∈ S A \in \mathscr{S} A ∈ S 和Y Y Y 的每个封闭周边V V V ,W ( A , V ) W(A, V) W ( A , V ) 在B B B 中相对于点式收敛的拓扑是封闭的(章II, § 3, no. 3、命题7)。现在W ( A , V ) W(A, V) W ( A , V ) 随着x x x 贯穿A A A 而在映射( u , v ) → ( u ( x ) , v ( x ) ) (u, v) \to (u(x), v(x)) ( u , v ) → ( u ( x ) , v ( x )) 下为V V V 逆像交;这些映射相对于逐点收敛的拓扑是连续的(no. 2,注6),结果如下。
F S ( X ; Y ) \mathscr{F}_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y ) 的子空间H H H 是完备的,当且仅当对于H H H 上的每个柯西滤波器Φ \Phi Φ ,存在u 0 ∈ H u_0 \in H u 0 ∈ H 使得Φ \Phi Φ 逐点收敛到B = ⋃ A ∈ S A B = \bigcup_{A \in \mathscr{S}} A B = ⋃ A ∈ S A 中的u 0 u_0 u 0 。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 5
被以下引用 推论 2
令S 1 , S 2 \mathscr{S}_1, \mathscr{S}_2 S 1 , S 2 为X X X 的子集中的两个集合,其并相同且满足S 1 ⊂ S 2 \mathscr{S}_1 \subset \mathscr{S}_2 S 1 ⊂ S 2 ,并令H H H 为F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 的子集。那么如果H H H 对于S 1 \mathscr{S}_1 S 1 收敛是完备的,那么它对于S 2 \mathscr{S}_2 S 2 收敛也是完备的。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 推论 1
被以下引用 推论 1, X § 2
对于每个关于G 2 \mathscr{G}_2 G 2 收敛的柯西滤波器也是关于G 1 \mathscr{G}_1 G 1 收敛的柯西滤波器,我们可以应用推论1。
令 H H H 为 F ( X ; Y ) \mathscr{F}(X; Y) F ( X ; Y ) 的子集,这样对于每个*
x ∉ B = ⋃ A ∈ G A ,
x \notin B = \bigcup_{A \in \mathscr{G}} A,
x ∈ / B = A ∈ G ⋃ A , *
Y Y Y 中
H ( x ) H(x) H ( x ) 的闭包是
Y Y Y 的完整子空间。那么
F G ( X ; Y ) \mathscr{F}_{\mathscr{G}}(X; Y) F G ( X ; Y ) 中
H H H 的闭包
H ‾ \overline{H} H 就是一个完整的子空间。
引用了 2 引用了 注 6 , 命题 5
令Φ \Phi Φ 为H ‾ \overline{H} H 和定义映射v : X → Y v : X \to Y v : X → Y 的柯西滤波器,如下所示。如果x ∈ B x \in B x ∈ B ,Φ ( x ) \Phi(x) Φ ( x ) 是H ( x ) ‾ \overline{H(x)} H ( x ) (no. 2,注 6)上的柯西滤波器,因此到假设它至少有一个极限点;取 v ( x ) v(x) v ( x ) 为其中极限之一。如果x ∉ B x \notin B x ∈ / B ,取v ( x ) v(x) v ( x ) 为Y Y Y 中的任意点。通过v v v 的定义,很明显Φ \Phi Φ 在B B B 中逐点收敛到v v v ,因此v v v 是F G ( X ; Y ) \mathscr{F}_{\mathscr{G}}(X; Y) F G ( X ; Y ) 中Φ \Phi Φ 的极限乘命题5。
特别地,如果Y Y Y 完整,则对于每个H ⊂ F ( X ; Y ) H \subset \mathscr{F}(X; Y) H ⊂ F ( X ; Y ) ,满足命题5的推论3中的假设;因此:
令X X X 为集合,令G \mathscr{G} G 为X X X 的子集集合,令Y Y Y 为完整的制服空间。这样制服空间F G ( X ; Y ) \mathscr{F}_{\mathscr{G}}(X; Y) F G ( X ; Y ) 就完成了
被以下引用 2 被以下引用 推论 1 , 推论 1, X § 3
6. E \mathscr{E} E -连续映射的空间收敛
令X , Y X, Y X , Y 为两个拓扑空间,并令C ( X ; Y ) \mathscr{C}(X; Y) C ( X ; Y ) 表示X X X 的所有*连续映射到Y Y Y *的集合。如果G \mathscr{G} G 是X X X 的子集的集合,并且如果Y Y Y 是一致的空间,我们用C G ( X ; Y ) \mathscr{C}_{\mathscr{G}}(X; Y) C G ( X ; Y ) 集合C ( X ; Y ) \mathscr{C}(X; Y) C ( X ; Y ) 表示赋予G \mathscr{G} G 收敛的一致性。其中C s ( X ; Y ) , C c ( X ; Y ) \mathscr{C}_s(X; Y), \mathscr{C}_c(X; Y) C s ( X ; Y ) , C c ( X ; Y ) 和C u ( X ; Y ) \mathscr{C}_u(X; Y) C u ( X ; Y ) 分别表示集合和C ( X ; Y ) \mathscr{C}(X; Y) C ( X ; Y ) ,分别具有逐点收敛、紧致收敛和一致收敛的一致性。
令X X X 为拓扑空间,Y Y Y 为均匀的空间,以及X X X 的子集的G \mathscr{G} G 集合。对于A ∈ G A \in \mathscr{G} A ∈ G 和Y Y Y 的每个封闭随行人员V V V ,W ( A , V ) W(A, V) W ( A , V ) 和W ( A ‾ , V ) W(\overline{A}, V) W ( A , V ) 在C ( X ; Y ) × C ( X ; Y ) \mathscr{C}(X; Y) \times \mathscr{C}(X; Y) C ( X ; Y ) × C ( X ; Y ) 上的痕迹是相同的。
引用了 1 · 被以下引用 2 引用了 定理 1, I § 2
被以下引用 推论, X § 3 , 命题 11, X § 3
因为如果u , v u, v u , v 是连续的X X X 到Y Y Y 的映射,X X X 到Y × Y Y \times Y Y × Y 的映射x ↦ ( u ( x ) , v ( x ) ) x \mapsto (u(x), v(x)) x ↦ ( u ( x ) , v ( x )) 是连续的,因此对于所有x ∈ A x \in A x ∈ A 来说( u ( x ) , v ( x ) ) ∈ V (u(x), v(x)) \in V ( u ( x ) , v ( x )) ∈ V 意味着假设对于所有 x ∈ A ‾ x \in \overline{A} x ∈ A (章 I, § 2, no. 1,定理 1),( u ( x ) , v ( x ) ) ∈ V ‾ = V (u(x), v(x)) \in \overline{V} = V ( u ( x ) , v ( x )) ∈ V = V 。
如果G ˉ \bar{\mathscr{G}} G ˉ 表示G \mathscr{G} G 的集合X X X 的闭包集合,命题6表明,G \mathscr{G} G 的*在*C ( X ; Y ) \mathscr{C}(X; Y) C ( X ; Y ) 、结构收敛,并且G ˉ \bar{\mathscr{G}} G ˉ -收敛性相同。
连续映射空间的 G 收敛
设 B 为 X 的稠密子集。在C ( X ; Y ) C(X; Y) C ( X ; Y ) 上,一致收敛的结构与B中一致收敛的结构相同。
被以下引用 1 被以下引用 推论 2
令X为拓扑空间,令S \mathfrak{S} S 为X的子集的集合,并令Y为均匀空间。如果 Y 是 Hausdorff,并且如果 S \mathfrak{S} S 的集合的并 B 在 X 中稠密,则 C S ( X ; Y ) C_{\mathfrak{S}}(X; Y) C S ( X ; Y ) 是 Hausdorff。
引用了 2 引用了 命题 2, I § 8 , 推论 1(原理 / 扩张恒等式), I § 8
因为如果( u , v ) (u, v) ( u , v ) 属于对所有集合W ( A , V ) W(A, V) W ( A , V ) ,其中A ∈ S A \in \mathfrak{S} A ∈ S 和V是Y的随从,假设Y是Hausdorff告诉我们u ( x ) = v ( x ) u(x) = v(x) u ( x ) = v ( x ) 对所有x ∈ B x \in B x ∈ B ;如果u u u 和v v v 连续,则u = v u = v u = v 乘以扩张的原理恒等式(章I, § 8, no. 1,命题2,推论1)。
特别是,在 C ( X ; Y ) C(X; Y) C ( X ; Y ) 上,X 的*密集* 子集中的点向收敛拓扑是 Hausdorff。
令X为集合,T \mathfrak{T} T 为X的过滤器,并令Y为统一的空间。然后映射u : X → Y u : X \to Y u : X → Y 的集合H使得u ( T ) u(\mathfrak{T}) u ( T ) 是Y上的柯西滤波器基在F u ( X ; Y ) F_u(X; Y) F u ( X ; Y ) 中闭合。
被以下引用 3 被以下引用 注 3 , 推论 2 , 定理 2
令u 0 : X → Y u_0 : X \to Y u 0 : X → Y 位于F u ( X ; Y ) F_u(X; Y) F u ( X ; Y ) 中H的闭包中。 对于 Y 的每个对称周边V,存在映射u ∈ H u \in H u ∈ H ,使得( u 0 ( x ) , u ( x ) ) ∈ V (u_0(x), u(x)) \in V ( u 0 ( x ) , u ( x )) ∈ V 对于所有x ∈ X x \in X x ∈ X ;另一方面,到假设时,存在集合 M ∈ T M \in \mathfrak{T} M ∈ T ,使得只要 x x x 和 x ′ x' x ′ 在 M 中,就有 ( u ( x ) , u ( x ′ ) ) ∈ V (u(x), u(x')) \in V ( u ( x ) , u ( x ′ )) ∈ V 。 由于( u 0 ( x ) , u ( x ) ) ∈ V (u_0(x), u(x)) \in V ( u 0 ( x ) , u ( x )) ∈ V 和( u 0 ( x ′ ) , u ( x ′ ) ) ∈ V (u_0(x'), u(x')) \in V ( u 0 ( x ′ ) , u ( x ′ )) ∈ V ,只要x x x 和x ′ x' x ′ 在M中,就可以得出( u 0 ( x ) , u 0 ( x ′ ) ) ∈ V (u_0(x), u_0(x')) \in V ( u 0 ( x ) , u 0 ( x ′ )) ∈ V ,因此u 0 ( T ) u_0(\mathfrak{T}) u 0 ( T ) 是Y上的柯西滤波器基。
如果V是X中x 0 x_0 x 0 的邻域过滤器,则u ( x 0 ) u(x_0) u ( x 0 ) 是u ( V ) u(V) u ( V ) 的集群点;因此,当且仅当u ( V ) u(V) u ( V ) 是Y上的柯西滤波器基时,u u u 在x 0 x_0 x 0 连续(章II, § 3, no. 2,命题5,推论2)。
设X、L分别为经过过滤器T , G \mathfrak{T}, \mathfrak{G} T , G 过滤后的两个集合,并令Y为完整的均匀空间。对于每个λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L ,令u λ u_\lambda u λ 为Y中X的映射。假设(i)族( u λ ) λ ∈ L (u_\lambda)_{\lambda \in L} ( u λ ) λ ∈ L 在X(相对于滤波器G \mathfrak{G} G )均匀收敛到映射v : X → Y v : X \to Y v : X → Y ; (ii) 对于每个 λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L ,u λ u_\lambda u λ 相对于过滤器 T \mathfrak{T} T 具有极限 y λ y_\lambda y λ 。在这些条件下,v相对于T \mathfrak{T} T 有极限,并且v相对于T \mathfrak{T} T 的每个极限是家族( y λ ) λ ∈ L (y_\lambda)_{\lambda \in L} ( y λ ) λ ∈ L 相对于G \mathfrak{G} G 的极限。
引用了 3 引用了 命题 8 , I § 6. 过滤器 , 推论
因为 v 位于 F u ( X ; Y ) F_u(X; Y) F u ( X ; Y ) 中 u λ u_\lambda u λ 的集合的闭包中,因此凭借命题 8,v ( T ) v(\mathfrak{T}) v ( T ) 是 Y 上的柯西滤波器基;这表明 v 对于 T \mathfrak{T} T 有极限 y,因为 Y 是完整的。让
X' = X \cup \{ \omega \} be the topological space associated with the filter F \mathscr{F} F (Chapter I, § 6, no. 5), and extend u λ u_\lambda u λ (resp. v v v ) to a mapping u ˉ λ \bar{u}_\lambda u ˉ λ (resp. v ˉ \bar{v} v ˉ ) of X ′ X' X ′ into Y Y Y by putting u ˉ λ ( ω ) = y λ \bar{u}_\lambda(\omega) = y_\lambda u ˉ λ ( ω ) = y λ [resp. v ˉ ( ω ) = y \bar{v}(\omega) = y v ˉ ( ω ) = y ]. 则映射u ˉ λ , v ˉ \bar{u}_\lambda, \bar{v} u ˉ λ , v ˉ 在X ′ X' X ′ 上连续,u ˉ λ \bar{u}_\lambda u ˉ λ 相对于G \mathscr{G} G 在X X X 均匀收敛到v ˉ \bar{v} v ˉ ;由于 X X X 在 X ′ X' X ′ 中稠密,命题 6 的推论表明 u ˉ λ \bar{u}_\lambda u ˉ λ 在 X ′ X' X ′ 到 v ˉ \bar{v} v ˉ 中均匀收敛,特别是 y = lim G y λ y = \lim_{\mathscr{G}} y_\lambda y = lim G y λ 。
对于每个x ∈ X x \in X x ∈ X ,X X X 的映射到Y Y Y 的集合在x x x 连续,在F u ( X ; Y ) F_u(X; Y) F u ( X ; Y ) 中闭合(命题8,推论1);因此,这些集合中的交 C ( X ; Y ) C(X; Y) C ( X ; Y ) 也被关闭。
这个结果可以用形式来表示,即*连续函数的均匀极限是连续的*。
如果Y Y Y 是完整的制服空间,则C u ( X ; Y ) C_u(X; Y) C u ( X ; Y ) 是完整的。
引用了 2 引用了 定理 1 , 定理 2
因为,通过定理 2,C u ( X ; Y ) C_u(X; Y) C u ( X ; Y ) 是均匀空间F u ( X ; Y ) F_u(X; Y) F u ( X ; Y ) 的封闭均匀子空间,它由no. 5的定理1完成。
令X X X 为拓扑空间,S \mathscr{S} S 集合为X X X 的子集,Y Y Y 为均匀空间。 令C ~ S ( X ; Y ) \tilde{C}_\mathscr{S}(X; Y) C ~ S ( X ; Y ) 表示X X X 的所有映射到Y Y Y 的集合,其中限制到S \mathscr{S} S 的每个集合是连续的。 Then C ~ S ( X ; Y ) \tilde{C}_\mathscr{S}(X; Y) C ~ S ( X ; Y ) is a closed subspace of the uniform space F S ( X ; Y ) F_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y ) and is complete if Y Y Y is complete.
引用了 1 · 被以下引用 2 引用了 定理 2
被以下引用 习题 5, § 1 , 推论 3
假设u u u 位于F S ( X ; Y ) F_\mathscr{S}(X; Y) F S ( X ; Y ) 中C ~ S ( X ; Y ) \tilde{C}_\mathscr{S}(X; Y) C ~ S ( X ; Y ) 的闭包内;那么(no. 2),对于每个A ∈ S A \in \mathscr{S} A ∈ S ,u ∣ A u|A u ∣ A 位于F u ( A ; Y ) F_u(A; Y) F u ( A ; Y ) 中C ( A ; Y ) C(A; Y) C ( A ; Y ) 的闭包中,因此连续定理2。
令X X X 为拓扑空间,其可度量或局部紧凑,并令Y Y Y 为均匀空间。那么C ( X ; Y ) C(X; Y) C ( X ; Y ) 在均匀空间F c ( X ; Y ) F_c(X; Y) F c ( X ; Y ) 中闭合;如果加法 Y Y Y 已完成,则制服空间 C c ( X ; Y ) C_c(X; Y) C c ( X ; Y ) 已完成。
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 命题 10, IX § 2 , 推论 2
被以下引用 习题 9, § 3
根据推论 2,足以证明,如果我们将 S \mathscr{S} S 视为 X X X 的紧凑子集的集合,则在考虑的两种情况下我们都有 C ~ S ( X ; Y ) = C ( X ; Y ) \tilde{C}_\mathscr{S}(X; Y) = C(X; Y) C ~ S ( X ; Y ) = C ( X ; Y ) 。如果 X X X 是局部紧致的,这一点是很清楚的。如果X X X 是可度量的,并且u : X → Y u : X \to Y u : X → Y 是映射,其限制对于X X X 的每个紧凑子集是连续的,那么对于x ∈ X x \in X x ∈ X 和X X X 的点的每个序列( z n ) (z_n) ( z n ) ,收敛到x x x ,我们有u ( x ) = lim n → ∞ u ( z n ) u(x) = \lim_{n \to \infty} u(z_n) u ( x ) = lim n → ∞ u ( z n ) ,因此u u u 在x x x 连续(章IX, § 2, no. 6,命题10)。
注只要x x x 的每个点都有一个邻域的“可数”基数系统,上述论点就适用。
令X X X 为拓扑空间,Y Y Y 为均匀空间。那么C u ( X ; Y ) × X \mathscr{C}_u(X; Y) \times X C u ( X ; Y ) × X 到Y Y Y 的映射( f , x ) → f ( x ) (f, x) \to f(x) ( f , x ) → f ( x ) 是连续的。
被以下引用 1 被以下引用 推论 2, X § 2
令f 0 : X → Y f_0 : X \to Y f 0 : X → Y 为连续映射,令x 0 x_0 x 0 为X X X 的点,令V V V 为Y Y Y 的随从。连续映射f : X → Y f : X \to Y f : X → Y 的集合T T T ,使得所有x ∈ X x \in X x ∈ X 的( f ( x ) , f ( x 0 ) ) ∈ V (f(x), f(x_0)) \in V ( f ( x ) , f ( x 0 )) ∈ V 是C u ( X ; Y ) \mathscr{C}_u(X; Y) C u ( X ; Y ) 中f 0 f_0 f 0 的邻域。另一方面,由于f 0 f_0 f 0 是连续的,X X X 中存在x 0 x_0 x 0 的邻域U U U ,使得所有x ∈ U x \in U x ∈ U 都有( f 0 ( x ) , f 0 ( x 0 ) ) ∈ V (f_0(x), f_0(x_0)) \in V ( f 0 ( x ) , f 0 ( x 0 )) ∈ V 。因此,每当( f , x ) ∈ T × U (f, x) \in T \times U ( f , x ) ∈ T × U 时,我们就有( f ( x ) , f ( x 0 ) ) ∈ V (f(x), f(x_0)) \in V ( f ( x ) , f ( x 0 )) ∈ V ,结果得证。
习题
参见习题为 § 1 。