पृथक्करणीय समष्टि: Difference between revisions

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{{Short description|Topological space with a dense countable subset}}{{distinguish|Separated space|Separation axiom}}
{{Short description|Topological space with a dense countable subset}}[[गणित]] में, एक [[टोपोलॉजिकल स्पेस|टोपोलॉजिकल समष्टि]] को '''पृथक्करणीय''' कहा जाता है यदि इसमें एक गणनीय, सघन उपसमुच्चय होता है; अर्थात् एक क्रम विद्यमान है <math>\{ x_n \}_{n=1}^{\infty} </math> समष्टि के तत्वों का ऐसा होना कि समष्टि के प्रत्येक गैर-रिक्त विवृत उपसमुच्चय में अनुक्रम का कम से कम एक तत्व शामिल हो।


गणित में, एक [[टोपोलॉजिकल स्पेस]] को वियोज्य कहा जाता है यदि इसमें एक गणनीय सेट, [[सघन (टोपोलॉजी)]] उपसमुच्चय होता है; अर्थात् एक क्रम विद्यमान है <math>\{ x_n \}_{n=1}^{\infty} </math> अंतरिक्ष के तत्वों का ऐसा होना कि अंतरिक्ष के प्रत्येक गैर-रिक्त खुले उपसमुच्चय में अनुक्रम का कम से कम एक तत्व शामिल हो।
गणनीयता के अन्य सिद्धांतों की तरह, पृथक्करण एक "आकार पर सीमा" है, जरूरी नहीं कि यह कार्डिनलिटी के संदर्भ में हो (हालांकि, हॉसडॉर्फ सिद्धांत की उपस्थिति में, यह मामला बन जाता है; नीचे देखें) लेकिन अधिक सूक्ष्म रूप में टोपोलॉजिकल सेंस. विशेष रूप से, एक अलग किए जाने योग्य समष्टि पर प्रत्येक निरंतर फलन जिसकी छवि हॉसडॉर्फ समष्टि का एक उपसमूह है, गणनीय घने उपसमुच्चय पर उसके मूल्यों द्वारा निर्धारित की जाती है।


गणनीयता के अन्य सिद्धांतों की तरह, पृथक्करण आकार पर एक सीमा है, जरूरी नहीं कि [[प्रमुखता]] के संदर्भ में (हालांकि, [[हॉसडॉर्फ़ स्थान]] की उपस्थिति में, यह मामला बन जाता है; नीचे देखें) लेकिन अधिक सूक्ष्म टोपोलॉजिकल अर्थ में . विशेष रूप से, एक वियोज्य स्थान पर प्रत्येक निरंतर कार्य जिसकी छवि हॉसडॉर्फ स्थान का एक उपसमूह है, गणनीय घने उपसमुच्चय पर उसके मूल्यों द्वारा निर्धारित किया जाता है।


[[दूसरी गणनीयता]] की संबंधित धारणा के साथ पृथक्करण की तुलना करें, जो सामान्य रूप से मजबूत है लेकिन [[ मेट्रिज़ेबल ]] रिक्त स्थान के वर्ग के बराबर है।
पृथक्करण की तुलना दूसरी गणनीयता की संबंधित धारणा से करें, जो सामान्य रूप से मजबूत है लेकिन मैट्रिजेबल रिक्त समष्टि के वर्ग के बराबर है।


==पहले उदाहरण==
==पहले उदाहरण==
कोई भी टोपोलॉजिकल स्पेस जो स्वयं [[परिमित सेट]] या गणनीय रूप से अनंत है, अलग किया जा सकता है, क्योंकि संपूर्ण स्पेस स्वयं का एक गणनीय सघन उपसमुच्चय है। बेशुमार वियोज्य स्थान का एक महत्वपूर्ण उदाहरण वास्तविक रेखा है, जिसमें परिमेय संख्याएँ एक गणनीय सघन उपसमुच्चय बनाती हैं। इसी प्रकार सभी लंबाई का सेट-<math>n</math> तर्कसंगत संख्याओं के [[वेक्टर (गणित और भौतिकी)]], <math>\boldsymbol{r}=(r_1,\ldots,r_n) \in \mathbb{Q}^n</math>, सभी लंबाई के सेट का एक गणनीय सघन उपसमुच्चय है-<math>n</math> वास्तविक संख्याओं के सदिश, <math>\mathbb{R}^n</math>; तो हर किसी के लिए <math>n</math>, <math>n</math>-आयामी [[यूक्लिडियन स्थान]] वियोज्य है।
कोई भी स्थलाकृतिक समष्टि जो स्वयं परिमित या गणनीय रूप से अनंत है, अलग किया जा सकता है, क्योंकि संपूर्ण समष्टि स्वयं का एक गणनीय सघन उपसमूह है। असंख्य पृथक्करणीय समष्टि का एक महत्वपूर्ण उदाहरण वास्तविक रेखा है, जिसमें परिमेय संख्याएँ एक गणनीय सघन उपसमुच्चय बनाती हैं। इसी प्रकार सभी लंबाई का समुच्चय-<math>n</math> तर्कसंगत संख्याओं के [[वेक्टर (गणित और भौतिकी)]], <math>\boldsymbol{r}=(r_1,\ldots,r_n) \in \mathbb{Q}^n</math>, सभी लंबाई के समुच्चय का एक गणनीय सघन उपसमुच्चय है-<math>n</math> वास्तविक संख्याओं के सदिश, <math>\mathbb{R}^n</math>; तो हर किसी के लिए <math>n</math>, <math>n</math>-आयामी [[यूक्लिडियन स्थान|यूक्लिडियन समष्टि]] पृथक्करणीय है।


एक ऐसे स्थान का एक सरल उदाहरण जो अलग नहीं किया जा सकता, बेशुमार कार्डिनैलिटी का एक अलग स्थान है।
 
एक ऐसे समष्टि का एक सरल उदाहरण जो अलग नहीं किया जा सकता, असंख्य कार्डिनैलिटी का एक अलग समष्टि है।


आगे के उदाहरण नीचे दिये गये हैं।
आगे के उदाहरण नीचे दिये गये हैं।


== पृथक्करणीयता बनाम दूसरी गणनीयता==
== पृथक्करणीयता बनाम दूसरी गणनीयता==
कोई भी [[द्वितीय-गणनीय स्थान]] वियोज्य है: यदि <math>\{U_n\}</math> एक गणनीय आधार है, किसी को भी चुनना <math>x_n \in U_n</math> गैर-रिक्त से <math>U_n</math> एक गणनीय सघन उपसमुच्चय देता है। इसके विपरीत, एक [[मेट्रिज़ेबल स्थान]] को अलग किया जा सकता है यदि और केवल यदि यह दूसरा गणनीय है, जो कि मामला है यदि और केवल यदि यह लिंडेलोफ़ स्पेस है|लिंडेलोफ़।
कोई भी द्वितीय-गणनीय समष्टि पृथक्करणीय है: यदि <math>\{U_n\}</math> एक गणनीय आधार है, किसी को भी चुनना <math>x_n \in U_n</math> गैर-रिक्त से <math>U_n</math> एक गणनीय सघन उपसमुच्चय देता है। इसके विपरीत, एक मेट्रिज़ेबल समष्टि को अलग किया जा सकता है यदि और केवल यदि यह दूसरी गणनीय है, जो कि ऐसी अवस्था है यदि और केवल यदि यह लिंडेलोफ है।


इन दोनों संपत्तियों की तुलना करने के लिए:
इन दोनों संपत्तियों की तुलना करने के लिए:
* दूसरे गणनीय स्थान का एक मनमाना [[उपस्थान (टोपोलॉजी)]] दूसरा गणनीय है; वियोज्य स्थानों के उप-स्थानों को वियोज्य करने की आवश्यकता नहीं है (नीचे देखें)।
* दूसरे गणनीय समष्टि का एक मनमाना उपसमष्टि (टोपोलॉजी) दूसरा गणनीय है; पृथक्करणीय समष्टि के उप-समष्टि को पृथक्करणीय करने की आवश्यकता नहीं है (नीचे देखें)।
* वियोज्य स्थान की कोई भी सतत छवि वियोज्य होती है {{harv|Willard|1970|loc=Th. 16.4a}}; यहां तक ​​कि दूसरे गणनीय स्थान की [[भागफल टोपोलॉजी]] को भी दूसरे गणनीय होने की आवश्यकता नहीं है।
* पृथक्करणीय समष्टि की कोई भी सतत छवि पृथक्करणीय होती है {{harv|Willard|1970|loc=Th. 16.4a}}; यहां तक ​​कि दूसरे गणनीय समष्टि की भागफल टोपोलॉजी को भी दूसरे गणनीय होने की आवश्यकता नहीं है।
* अधिक से अधिक सातत्यक कई वियोज्य स्थानों की एक [[उत्पाद टोपोलॉजी]] वियोज्य होती है {{harv | Willard | 1970 | loc=Th 16.4c | p=109 }}. द्वितीय-गणनीय स्थानों का गणनीय गुणनफल द्वितीय गणनीय होता है, लेकिन द्वितीय-गणनीय स्थानों का गणनीय गुणनफल प्रथम गणनीय होना भी आवश्यक नहीं है।
* अधिक से अधिक सातत्य का एक उत्पाद कई अलग-अलग समष्टि को अलग किया जा सकता है (विलार्ड 1970, पृष्ठ 109, थ 16.4सी)। द्वितीय-गणनीय समष्टि का गणनीय गुणनफल द्वितीय गणनीय होता है, लेकिन द्वितीय-गणनीय समष्टि का गणनीय गुणनफल प्रथम गणनीय होना भी आवश्यक नहीं है।


हम एक अलग करने योग्य टोपोलॉजिकल स्पेस का एक उदाहरण बना सकते हैं जो दूसरी गणना योग्य नहीं है। किसी भी अनगिनत समुच्चय पर विचार करें <math>X</math>, कुछ चुनें <math>x_0 \in X</math>, और टोपोलॉजी को सभी सेटों के संग्रह के रूप में परिभाषित करें <math>x_0</math> (या खाली हैं). फिर, का समापन <math>{x_0}</math> संपूर्ण स्थान है (<math>X</math> सबसे छोटा बंद सेट है जिसमें शामिल है <math>x_0</math>), लेकिन फॉर्म का हर सेट <math>\{x_0, x\}</math> खुला है। अत: स्थान पृथक् करने योग्य है परंतु गणनीय आधार नहीं हो सकता।
हम एक अलग करने योग्य टोपोलॉजिकल समष्टि का एक उदाहरण बना सकते हैं जो दूसरी गणना योग्य नहीं है। किसी भी अनगिनत समुच्चय पर विचार करें <math>X</math>, कुछ चुनें <math>x_0 \in X</math>, और टोपोलॉजी को सभी समुच्चयों के संग्रह के रूप में परिभाषित करें <math>x_0</math> (या खाली हैं). फिर, का समापन <math>{x_0}</math> संपूर्ण समष्टि है (<math>X</math> सबसे छोटा सवृत समुच्चय है जिसमें शामिल है <math>x_0</math>), लेकिन फॉर्म का हर समुच्चय <math>\{x_0, x\}</math> विवृत है। अत: समष्टि पृथक् करने योग्य है परंतु गणनीय आधार नहीं हो सकता।


==कार्डिनैलिटी==
==कार्डिनैलिटी==
पृथक्करण की संपत्ति अपने आप में टोपोलॉजिकल स्पेस की कार्डिनैलिटी पर कोई सीमा नहीं देती है: [[तुच्छ टोपोलॉजी]] से संपन्न कोई भी सेट अलग करने योग्य है, साथ ही दूसरा गणनीय, [[अर्ध-कॉम्पैक्ट]] और [[ जुड़ा हुआ स्थान ]] भी है। तुच्छ टोपोलॉजी के साथ समस्या इसकी खराब पृथक्करण गुण है: इसका [[कोलमोगोरोव भागफल]] एक-बिंदु स्थान है।
पृथक्करणीयता संपत्ति अपने आप में टोपोलॉजिकल समष्टि की कार्डिनैलिटी पर कोई सीमा नहीं रखती है: एक तुच्छ टोपोलॉजी से संपन्न कोई भी समुच्चय अलग करने योग्य है, साथ ही एक और गणनीय, अर्ध-कॉम्पैक्ट और जुड़ा हुआ है। तुच्छ टोपोलॉजी के साथ "परेशानी" इसकी अयोग्य पृथक्करणीयता गुण है: इसका कोलमोगोरोव भागफल एक-बिंदु समष्टि है।
 
प्रथम-गणनीय, पृथक्करणीय हॉसडॉर्फ समष्टि (विशेष रूप से, एक पृथक्करणीय मापीय समष्टि) में सातत्य की अधिकतम कार्डिनैलिटी होती है <math>\mathfrak{c}</math>. ऐसे समष्टि में, समापन अनुक्रमों की सीमाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है और किसी भी अभिसरण अनुक्रम की अधिकतम एक सीमा होती है, इसलिए अभिसरण अनुक्रमों के समुच्चय से एक विशेषण मानचित्र होता है जिसमें बिंदुओं के गणनीय घने उपसमुच्चय में मान <math>X</math> होते हैं। .


एक [[प्रथम-गणनीय]], वियोज्य हॉसडॉर्फ स्थान (विशेष रूप से, एक वियोज्य मीट्रिक स्थान) में सातत्य की अधिकतम कार्डिनैलिटी होती है <math>\mathfrak{c}</math>. ऐसे स्थान में, [[ समापन (टोपोलॉजी) ]] अनुक्रमों की सीमाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है और किसी भी अभिसरण अनुक्रम में अधिकतम एक सीमा होती है, इसलिए बिंदुओं के गणनीय घने उपसमुच्चय में मानों के साथ अभिसरण अनुक्रमों के सेट से एक विशेषण मानचित्र होता है। <math>X</math>.
एक पृथक्करणीय हॉसडॉर्फ़ समष्टि में अधिकतम कार्डिनैलिटी होती है <math>2^\mathfrak{c}</math>, कहाँ <math>\mathfrak{c}</math> सातत्य की प्रमुखता है. इसके लिए टोपोलॉजी में फिल्टर के संदर्भ में क्लोजर की विशेषता है: यदि <math>Y\subseteq X</math> और <math>z\in X</math>, तब <math>z\in\overline{Y}</math> यदि और केवल यदि कोई फ़िल्टर बेस मौजूद है <math>\mathcal{B}</math> के उपसमुच्चय से मिलकर बना है <math>Y</math> जो कि एकत्रित हो जाता है <math>z</math>. समुच्चय की प्रमुखता <math>S(Y)</math> ऐसे फ़िल्टर बेस अधिकतम हैं <math>2^{2^{|Y|}}</math>. इसके अलावा, हॉसडॉर्फ़ क्षेत्र में, प्रत्येक फ़िल्टर बेस की अधिकतम एक सीमा होती है। इसलिए, एक आपत्ति है <math>S(Y) \rightarrow X</math> कब <math>\overline{Y}=X.</math>।


एक पृथक्करणीय हॉसडॉर्फ़ स्थान में अधिकतम कार्डिनैलिटी होती है <math>2^\mathfrak{c}</math>, कहाँ <math>\mathfrak{c}</math> सातत्य की प्रमुखता है. इसके लिए टोपोलॉजी में फिल्टर के संदर्भ में क्लोजर की विशेषता है: यदि <math>Y\subseteq X</math> और <math>z\in X</math>, तब <math>z\in\overline{Y}</math> यदि और केवल यदि कोई फ़िल्टर बेस मौजूद है <math>\mathcal{B}</math> के उपसमुच्चय से मिलकर बना है <math>Y</math> जो कि एकत्रित हो जाता है <math>z</math>. सेट की प्रमुखता <math>S(Y)</math> ऐसे फ़िल्टर बेस अधिकतम हैं <math>2^{2^{|Y|}}</math>. इसके अलावा, हॉसडॉर्फ़ क्षेत्र में, प्रत्येक फ़िल्टर बेस की अधिकतम एक सीमा होती है। इसलिए, एक आपत्ति है <math>S(Y) \rightarrow X</math> कब <math>\overline{Y}=X.</math>
वही तर्क अधिक सामान्य परिणाम स्थापित करते हैं: मान लीजिए कि एक हॉसडॉर्फ टोपोलॉजिकल समष्टि <math>X</math> इसमें कार्डिनैलिटी का सघन उपसमुच्चय शामिल है <math>\kappa</math>.
वही तर्क अधिक सामान्य परिणाम स्थापित करते हैं: मान लीजिए कि एक हॉसडॉर्फ टोपोलॉजिकल स्पेस <math>X</math> इसमें कार्डिनैलिटी का सघन उपसमुच्चय शामिल है <math>\kappa</math>.
तब <math>X</math> अधिकतम में कार्डिनैलिटी है <math>2^{2^{\kappa}}</math>और अधिक से अधिक कार्डिनैलिटी <math>2^{\kappa}</math> यदि यह पहले गणनीय है।
तब <math>X</math> अधिकतम में कार्डिनैलिटी है <math>2^{2^{\kappa}}</math> और अधिक से अधिक कार्डिनैलिटी <math>2^{\kappa}</math> यदि यह पहले गणनीय है।


अधिक से अधिक सातत्य कई वियोज्य स्थानों का उत्पाद एक वियोज्य स्थान है {{harv | Willard | 1970 | loc=Th 16.4c | p=109 }}. विशेषकर अंतरिक्ष <math>\mathbb{R}^{\mathbb{R}}</math> वास्तविक रेखा से स्वयं तक सभी कार्यों का, उत्पाद टोपोलॉजी से संपन्न, कार्डिनैलिटी का एक अलग करने योग्य हॉसडॉर्फ स्थान है <math>2^\mathfrak{c}</math>. अधिक सामान्यतः, यदि <math>\kappa</math> यदि कोई अनन्त कार्डिनल है, तो अधिकतम का गुणनफल है <math>2^\kappa</math> अधिकतम आकार के सघन उपसमुच्चय वाले स्थान <math>\kappa</math> अपने आप में अधिकतम आकार का एक सघन उपसमुच्चय होता है <math>\kappa</math> (हेविट-मार्क्ज़वेस्की-पॉन्डिसेरी प्रमेय)।
अधिक से अधिक सातत्य कई पृथक्करणीय समष्टि का उत्पाद एक पृथक्करणीय समष्टि है {{harv | Willard | 1970 | loc=Th 16.4c | p=109 }}. विशेषकर समष्टि <math>\mathbb{R}^{\mathbb{R}}</math> वास्तविक रेखा से स्वयं तक सभी कार्यों का, उत्पाद टोपोलॉजी से संपन्न, कार्डिनैलिटी का एक अलग करने योग्य हॉसडॉर्फ समष्टि है <math>2^\mathfrak{c}</math>. अधिक सामान्यतः, यदि <math>\kappa</math> यदि कोई अनन्त कार्डिनल है, तो अधिकतम का गुणनफल है <math>2^\kappa</math> अधिकतम आकार के सघन उपसमुच्चय वाले समष्टि <math>\kappa</math> अपने आप में अधिकतम आकार का एक सघन उपसमुच्चय होता है <math>\kappa</math> (हेविट-मार्क्ज़वेस्की-पॉन्डिसेरी प्रमेय)।


==रचनात्मक गणित==
==रचनात्मक गणित==
[[संख्यात्मक विश्लेषण]] और [[गणितीय रचनावाद]] में पृथक्करण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि कई प्रमेय जिन्हें अविभाज्य स्थानों के लिए सिद्ध किया जा सकता है, उनके पास केवल अलग-अलग स्थानों के लिए रचनात्मक प्रमाण हैं। ऐसे रचनात्मक प्रमाणों को संख्यात्मक विश्लेषण में उपयोग के लिए [[कलन विधि]] में बदला जा सकता है, और वे रचनात्मक विश्लेषण में स्वीकार्य एकमात्र प्रकार के प्रमाण हैं। इस प्रकार के प्रमेय का एक प्रसिद्ध उदाहरण हैन-बानाच प्रमेय है।
संख्यात्मक विश्लेषण और रचनात्मक गणित में पृथक्करण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि कई प्रमेय जिन्हें अविभाज्य समष्टि के लिए सिद्ध किया जा सकता है, उनमें केवल पृथक्करणीय समष्टि के लिए रचनात्मक प्रमाण होते हैं। ऐसे रचनात्मक प्रमाणों को संख्यात्मक विश्लेषण में उपयोग के लिए एल्गोरिदम (कलन विधि) में बदला जा सकता है, और वे रचनात्मक विश्लेषण में स्वीकार्य एकमात्र प्रकार के प्रमाण हैं। इस प्रकार के प्रमेय का एक प्रसिद्ध उदाहरण हैन-बानाच प्रमेय है।


==आगे के उदाहरण==
==आगे के उदाहरण==


===विभाज्य स्थान===
===विभाज्य समष्टि===
* प्रत्येक कॉम्पैक्ट [[मीट्रिक स्थान]] (या मेट्रिज़ेबल स्पेस) अलग करने योग्य है।
* प्रत्येक कॉम्पैक्ट [[मीट्रिक स्थान|मापीय समष्टि]] (या मेट्रिज़ेबल समष्टि) अलग करने योग्य है।
* कोई भी टोपोलॉजिकल स्पेस जो अलग-अलग उप-स्थानों की गणनीय संख्या का संघ है, वियोज्य है। ये पहले दो उदाहरण मिलकर इस बात का अलग ही प्रमाण देते हैं <math>n</math>-आयामी यूक्लिडियन स्थान वियोज्य है।
* कोई भी टोपोलॉजिकल समष्टि जो अलग-अलग उप-समष्टि की गणनीय संख्या का संघ है, पृथक्करणीय है। ये पहले दो उदाहरण मिलकर इस बात का अलग ही प्रमाण देते हैं <math>n</math>-आयामी यूक्लिडियन समष्टि पृथक्करणीय है।
* अंतरिक्ष <math>C(K)</math> एक [[ सघन स्थान ]] सबसेट से सभी निरंतर कार्यों का <math>K\subseteq\mathbb{R}</math> वास्तविक रेखा तक <math>\mathbb{R}</math> वियोज्य है.
* समष्टि <math>C(K)</math> एक [[ सघन स्थान |सघन समष्टि]] उपसमुच्चय से सभी निरंतर कार्यों का <math>K\subseteq\mathbb{R}</math> वास्तविक रेखा तक <math>\mathbb{R}</math> पृथक्करणीय है.
* [[एलपी स्पेस]] <math>L^{p}\left(X,\mu\right)</math>, एक अलग माप स्थान पर <math>\left\langle X,\mathcal{M},\mu\right\rangle</math>, किसी के लिए वियोज्य हैं <math>1\leq p<\infty</math>.
* [[एलपी स्पेस|एलपी समष्टि]] <math>L^{p}\left(X,\mu\right)</math>, एक अलग माप समष्टि पर <math>\left\langle X,\mathcal{M},\mu\right\rangle</math>, किसी के लिए पृथक्करणीय हैं <math>1\leq p<\infty</math>.
* अंतरिक्ष <math>C([0,1])</math> सतत कार्य का | [[इकाई अंतराल]] पर निरंतर वास्तविक-मूल्यवान कार्य <math>[0,1]</math> [[एकसमान अभिसरण]] की मीट्रिक के साथ एक अलग करने योग्य स्थान है, क्योंकि यह स्टोन-वीयरस्ट्रैस प्रमेय से निम्नानुसार है कि सेट <math>\mathbb{Q}[x]</math> तर्कसंगत गुणांक वाले एक चर में बहुपदों का एक गणनीय सघन उपसमुच्चय है <math>C([0,1])</math>. बानाच-मज़ूर प्रमेय का दावा है कि कोई भी अलग करने योग्य बानाच स्थान एक बंद रैखिक उप-स्थान के लिए सममितीय रूप से आइसोमोर्फिक है <math>C([0,1])</math>.
* समष्टि <math>C([0,1])</math> सतत कार्य का | [[इकाई अंतराल]] पर निरंतर वास्तविक-मूल्यवान कार्य <math>[0,1]</math> एकसमान अभिसरण की मापीय के साथ एक अलग करने योग्य समष्टि है, क्योंकि यह स्टोन-वीयरस्ट्रैस प्रमेय से निम्नानुसार है कि समुच्चय <math>\mathbb{Q}[x]</math> तर्कसंगत गुणांक वाले एक चर में बहुपदों का एक गणनीय सघन उपसमुच्चय है <math>C([0,1])</math>. बानाच-मज़ूर प्रमेय का दावा है कि कोई भी अलग करने योग्य बानाच समष्टि एक सवृत रैखिक उप-समष्टि के लिए सममितीय रूप से आइसोमोर्फिक है <math>C([0,1])</math>.
* हिल्बर्ट स्पेस को तभी अलग किया जा सकता है जब इसका गणनीय [[ऑर्थोनॉर्मल आधार]] हो। यह इस प्रकार है कि कोई भी अलग करने योग्य, अनंत-आयामी [[हिल्बर्ट स्थान]] अंतरिक्ष के लिए सममितीय है <math>\ell^2</math> वर्ग-योगयोग्य अनुक्रमों का।
* हिल्बर्ट समष्टि को तभी अलग किया जा सकता है जब इसका गणनीय [[ऑर्थोनॉर्मल आधार]] हो। यह इस प्रकार है कि कोई भी अलग करने योग्य, अनंत-आयामी [[हिल्बर्ट स्थान|हिल्बर्ट समष्टि]] समष्टि के लिए सममितीय है <math>\ell^2</math> वर्ग-योगयोग्य अनुक्रमों का है।
* एक पृथक्करणीय स्थान का एक उदाहरण जो द्वितीय-गणनीय नहीं है सोर्गेनफ्रे रेखा है <math>\mathbb{S}</math>, [[निचली सीमा टोपोलॉजी]] से सुसज्जित वास्तविक संख्याओं का सेट।
* एक पृथक्करणीय समष्टि का एक उदाहरण जो द्वितीय-गणनीय नहीं है सोर्गेनफ्रे रेखा है <math>\mathbb{S}</math>, [[निचली सीमा टोपोलॉजी]] से सुसज्जित वास्तविक संख्याओं का समुच्चय।
* एक σ-बीजगणित#वियोज्य σ-बीजगणित|वियोज्य σ-बीजगणित एक σ-बीजगणित है <math>\mathcal{F}</math> [[मीट्रिक (गणित)]] के साथ मीट्रिक स्थान के रूप में माने जाने पर यह एक अलग करने योग्य स्थान है <math>\rho(A,B) = \mu(A \triangle B)</math> के लिए <math>A,B \in \mathcal{F}</math> और एक दिया गया [[माप (गणित)]] <math>\mu</math> (और साथ <math>\triangle</math> [[सममित अंतर]] ऑपरेटर होने के नाते)।<ref>{{cite journal|last1=Džamonja|first1=Mirna|last2=Kunen|first2=Kenneth|author-link2=Kenneth Kunen|title=माप वियोज्य कॉम्पैक्ट रिक्त स्थान के वर्ग के गुण| journal=[[Fundamenta Mathematicae]]|year=1995|pages=262|url=https://archive.uea.ac.uk/~h020/fundamenta.pdf|quote=If <math>\mu</math> is a Borel measure on <math>X</math>, the measure algebra of <math>(X,\mu)</math> is the Boolean algebra of all Borel sets modulo <math>\mu</math>-null sets. If <math>\mu</math> is finite, then such a measure algebra is also a metric space, with the distance between the two sets being the measure of their symmetric difference. Then, we say that <math>\mu</math> is ''separable'' [[if and only if|iff]] this metric space is separable as a topological space.|bibcode=1994math......8201D|arxiv=math/9408201}}</ref>
* एक σ-बीजगणित पृथक्करणीय σ-बीजगणित|पृथक्करणीय σ-बीजगणित एक σ-बीजगणित है <math>\mathcal{F}</math> मापीय (गणित) के साथ मापीय समष्टि के रूप में माने जाने पर यह एक अलग करने योग्य समष्टि है <math>\rho(A,B) = \mu(A \triangle B)</math> के लिए <math>A,B \in \mathcal{F}</math> और एक दिया गया [[माप (गणित)]] <math>\mu</math> (और साथ <math>\triangle</math> [[सममित अंतर]] ऑपरेटर होने के नाते)।<ref>{{cite journal|last1=Džamonja|first1=Mirna|last2=Kunen|first2=Kenneth|author-link2=Kenneth Kunen|title=माप वियोज्य कॉम्पैक्ट रिक्त स्थान के वर्ग के गुण| journal=[[Fundamenta Mathematicae]]|year=1995|pages=262|url=https://archive.uea.ac.uk/~h020/fundamenta.pdf|quote=If <math>\mu</math> is a Borel measure on <math>X</math>, the measure algebra of <math>(X,\mu)</math> is the Boolean algebra of all Borel sets modulo <math>\mu</math>-null sets. If <math>\mu</math> is finite, then such a measure algebra is also a metric space, with the distance between the two sets being the measure of their symmetric difference. Then, we say that <math>\mu</math> is ''separable'' [[if and only if|iff]] this metric space is separable as a topological space.|bibcode=1994math......8201D|arxiv=math/9408201}}</ref>
 
===गैर-पृथक्करणीय समष्टि===
* पहला असंख्य क्रमसूचक <math>\omega_1</math>, अपने प्राकृतिक ऑर्डर टोपोलॉजी से सुसज्जित, अलग नहीं किया जा सकता है।
* बनच समष्टि <math>\ell^\infty</math> सभी बंधे हुए वास्तविक अनुक्रमों को, एक समान मानदंड के साथ, अलग नहीं किया जा सकता है। वही बात लागू होती है  <math>L^\infty</math>.
* [[परिबद्ध भिन्नता]] का बानाच समष्टि पृथक्करणीय नहीं है; हालाँकि ध्यान दें कि इस समष्टि का गणित, भौतिकी और इंजीनियरिंग में बहुत महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है।


==गुण==
* पृथक्करणीय समष्टि के उप-समष्टि को पृथक्करणीय होने की आवश्यकता नहीं है (सोर्गेनफ्रे विमान और मूर विमान देखें), लेकिन पृथक्करणीय समष्टि का प्रत्येक विवृत उप-समष्टि पृथक्करणीय है (विलार्ड 1970, थ 16.4बी)। इसके अलावा एक पृथक्करणीय मापीय समष्टि का प्रत्येक उप-समष्टि पृथक्करणीय है।


===गैर-वियोज्य स्थान===
* वास्तव में, प्रत्येक टोपोलॉजिकल समष्टि समान कार्डिनैलिटी के एक अलग किए जाने योग्य समष्टि का उप-समष्टि है। अधिकतम गिनने लायक कई बिंदुओं को जोड़ने वाला एक निर्माण दिया गया है (सीरपिंस्की 1952, पृष्ठ 49); यदि वह समष्टि एक हॉसडॉर्फ़ समष्टि था तो जिस समष्टि का निर्माण किया गया वह भी एक हॉसडॉर्फ़ समष्टि है।
* [[पहला बेशुमार क्रमसूचक]] <math>\omega_1</math>, अपने प्राकृतिक [[ऑर्डर टोपोलॉजी]] से सुसज्जित, अलग नहीं किया जा सकता है।
* एक पृथक्करणीय समष्टि पर सभी वास्तविक-मूल्यवान निरंतर कार्यों के समुच्चय की एक कार्डिनैलिटी बराबर होती है।
* बनच स्थान <math>\ell^\infty</math> सभी बंधे हुए वास्तविक अनुक्रमों को, एक समान मानदंड के साथ, अलग नहीं किया जा सकता है। वही बात लागू होती है  <math>L^\infty</math>.
* [[परिबद्ध भिन्नता]] का बानाच स्थान वियोज्य नहीं है; हालाँकि ध्यान दें कि इस स्थान का गणित, भौतिकी और इंजीनियरिंग में बहुत महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है।


==गुण==
* एक पृथक्करणीय समष्टि पर सभी वास्तविक-मूल्यवान निरंतर कार्यों के समुच्चय में एक कार्डिनैलिटी बराबर होती है <math>\mathfrak{c}</math>, सातत्य की प्रमुखता है। यह इस प्रकार है क्योंकि ऐसे फलन सघन उपसमुच्चय पर उनके मानों द्वारा निर्धारित होते हैं।
* वियोज्य स्थान के एक उप-स्थान (टोपोलॉजी) को अलग करने की आवश्यकता नहीं है (सोर्गेनफ्रे विमान और [[मूर विमान]] देखें), लेकिन एक वियोज्य स्थान का प्रत्येक खुला उप-स्थान वियोज्य है {{harv|Willard|1970|loc=Th 16.4b}}. साथ ही वियोज्य मीट्रिक स्थान का प्रत्येक उपस्थान वियोज्य है।
* उपरोक्त संपत्ति से, कोई निम्नलिखित निष्कर्ष निकाल सकता है: यदि एक्स एक अलग करने योग्य समष्टि है जिसमें असंख्य सवृत असतत उप-समष्टि है, तो एक्स [[सामान्य स्थान|सामान्य समष्टि]] नहीं हो सकता है। इससे पता चलता है कि सोर्गेनफ्रे विमान सामान्य नहीं है.
* वास्तव में, प्रत्येक टोपोलॉजिकल स्पेस समान कार्डिनैलिटी के एक अलग किए जाने योग्य स्पेस का उप-स्थान है। अधिकतम गिनने लायक कई बिंदुओं को जोड़ने वाली एक रचना दी गई है {{harv|Sierpiński|1952|p=49}}; यदि वह स्थान हॉसडॉर्फ़ स्थान था तो जिस स्थान का निर्माण किया गया वह भी हॉसडॉर्फ़ स्थान है।
*कॉम्पैक्ट समष्टि हॉसडॉर्फ समष्टि एक्स के लिए, निम्नलिखित समतुल्य हैं: {{ordered list | list-style-type = lower-roman
* एक पृथक्करणीय स्थान पर सभी वास्तविक-मूल्यवान निरंतर कार्यों के सेट में एक कार्डिनैलिटी बराबर होती है <math>\mathfrak{c}</math>, सातत्य की प्रमुखता। यह इस प्रकार है क्योंकि ऐसे फ़ंक्शन सघन उपसमुच्चय पर उनके मानों द्वारा निर्धारित होते हैं।
| 1 = ''X''द्वितीय गणनीय है.
* उपरोक्त संपत्ति से, कोई निम्नलिखित निष्कर्ष निकाल सकता है: यदि एक्स एक अलग करने योग्य स्थान है जिसमें बेशुमार बंद असतत उप-स्थान है, तो एक्स [[सामान्य स्थान]] नहीं हो सकता है। इससे पता चलता है कि सोर्गेनफ्रे विमान सामान्य नहीं है.
| 2 = सर्वोच्च मानदंड <math>\mathcal{C}(X,\mathbb{R})</math> के साथ ''X'' पर निरंतर वास्तविक-मूल्यवान कार्यों का स्थान अलग करने योग्य है।
*कॉम्पैक्ट स्पेस हॉसडॉर्फ स्पेस एक्स के लिए, निम्नलिखित समतुल्य हैं: {{ ordered list | list-style-type = lower-roman
| 3 = ''X''मेट्रिज़ेबल है.}}
| 1 = ''X'' is second countable.
| 2 = The space <math>\mathcal{C}(X,\mathbb{R})</math> of continuous real-valued functions on ''X'' with the [[uniform norm|supremum norm]] is separable.
| 3 = ''X'' is metrizable.}}


===वियोज्य मीट्रिक रिक्त स्थान एम्बेड करना===
===पृथक्करणीय मापीय रिक्त समष्टि एम्बेड करना===
* प्रत्येक पृथक्करणीय मीट्रिक स्थान [[हिल्बर्ट क्यूब]] के एक उपसमुच्चय के लिए समरूप है। यह [[उरीसोहन मेट्रिज़ेशन प्रमेय]] के प्रमाण में स्थापित किया गया है।
* प्रत्येक पृथक्करणीय मापीय समष्टि [[हिल्बर्ट क्यूब]] के एक उपसमुच्चय के लिए समरूप है। यह उरीसोहन मेट्रिज़ेशन प्रमेय के प्रमाण में स्थापित किया गया है।
* प्रत्येक वियोज्य मीट्रिक स्थान (गैर-वियोज्य) बानाच स्थान l के सबसेट के लिए [[आइसोमेट्री]] है<sup>∞</sup>समान मानदंड के साथ सभी बंधे हुए वास्तविक अनुक्रमों का; इसे फ़्रेचेट एम्बेडिंग के रूप में जाना जाता है। {{harv | Heinonen | 2003}}
* प्रत्येक पृथक्करणीय मापीय समष्टि (गैर-पृथक्करणीय) बानाच समष्टि के उपसमुच्चय के लिए [[आइसोमेट्री]] है<sup>∞</sup>समान मानदंड के साथ सभी बंधे हुए वास्तविक अनुक्रमों का; इसे फ़्रेचेट एम्बेडिंग के रूप में जाना जाता है। {{harv | Heinonen | 2003}}
* प्रत्येक वियोज्य मीट्रिक स्थान C([0,1]) के उपसमुच्चय के लिए सममितीय है, निरंतर कार्यों का वियोज्य बनच स्थान [0,1] → R, समान मानदंड के साथ। यह [[स्टीफ़न बानाच]] के कारण है। {{harv | Heinonen | 2003}}
* प्रत्येक पृथक्करणीय मापीय समष्टि C([0,1]) के उपसमुच्चय के लिए सममितीय है, निरंतर कार्यों का पृथक्करणीय बनच समष्टि [0,1] → R, समान मानदंड के साथ। यह [[स्टीफ़न बानाच]] के कारण है। {{harv | Heinonen | 2003}}
* प्रत्येक वियोज्य मीट्रिक स्थान [[उरीसोहन सार्वभौमिक स्थान]] के सबसेट के लिए सममितीय है।
* प्रत्येक पृथक्करणीय मापीय समष्टि उरीसोहन सार्वभौमिक समष्टि के उपसमुच्चय के लिए सममितीय है।
अविभाज्य स्थानों के लिए:
अविभाज्य समष्टि के लिए:
* सघन सेट का एक मीट्रिक स्थान एक अनंत कार्डिनल के बराबर होता है {{mvar|α}} एक उपसमष्टि के लिए सममितीय है {{math|C([0,1]<sup>α</sup>, '''R''')}}, के उत्पाद पर वास्तविक निरंतर कार्यों का स्थान {{mvar|α}} इकाई अंतराल की प्रतियां। {{harv|Kleiber|1969}}
* सघन समुच्चय का एक मापीय समष्टि एक अनंत कार्डिनल के बराबर होता है {{mvar|α}} एक उपसमष्टि के लिए सममितीय है {{math|C([0,1]<sup>α</sup>, '''R''')}}, के उत्पाद पर वास्तविक निरंतर कार्यों का समष्टि {{mvar|α}} इकाई अंतराल की प्रतियां। {{harv|Kleiber|1969}}


==संदर्भ==
==संदर्भ==
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*{{Citation | last1=Willard | first1=Stephen | title=General Topology | publisher=[[Addison-Wesley]] | isbn=978-0-201-08707-9 | mr=0264581 | year=1970 | url-access=registration | url=https://archive.org/details/generaltopology00will_0 }}
*{{Citation | last1=Willard | first1=Stephen | title=General Topology | publisher=[[Addison-Wesley]] | isbn=978-0-201-08707-9 | mr=0264581 | year=1970 | url-access=registration | url=https://archive.org/details/generaltopology00will_0 }}


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Latest revision as of 10:11, 28 August 2023

गणित में, एक टोपोलॉजिकल समष्टि को पृथक्करणीय कहा जाता है यदि इसमें एक गणनीय, सघन उपसमुच्चय होता है; अर्थात् एक क्रम विद्यमान है समष्टि के तत्वों का ऐसा होना कि समष्टि के प्रत्येक गैर-रिक्त विवृत उपसमुच्चय में अनुक्रम का कम से कम एक तत्व शामिल हो।

गणनीयता के अन्य सिद्धांतों की तरह, पृथक्करण एक "आकार पर सीमा" है, जरूरी नहीं कि यह कार्डिनलिटी के संदर्भ में हो (हालांकि, हॉसडॉर्फ सिद्धांत की उपस्थिति में, यह मामला बन जाता है; नीचे देखें) लेकिन अधिक सूक्ष्म रूप में टोपोलॉजिकल सेंस. विशेष रूप से, एक अलग किए जाने योग्य समष्टि पर प्रत्येक निरंतर फलन जिसकी छवि हॉसडॉर्फ समष्टि का एक उपसमूह है, गणनीय घने उपसमुच्चय पर उसके मूल्यों द्वारा निर्धारित की जाती है।


पृथक्करण की तुलना दूसरी गणनीयता की संबंधित धारणा से करें, जो सामान्य रूप से मजबूत है लेकिन मैट्रिजेबल रिक्त समष्टि के वर्ग के बराबर है।

पहले उदाहरण

कोई भी स्थलाकृतिक समष्टि जो स्वयं परिमित या गणनीय रूप से अनंत है, अलग किया जा सकता है, क्योंकि संपूर्ण समष्टि स्वयं का एक गणनीय सघन उपसमूह है। असंख्य पृथक्करणीय समष्टि का एक महत्वपूर्ण उदाहरण वास्तविक रेखा है, जिसमें परिमेय संख्याएँ एक गणनीय सघन उपसमुच्चय बनाती हैं। इसी प्रकार सभी लंबाई का समुच्चय- तर्कसंगत संख्याओं के वेक्टर (गणित और भौतिकी), , सभी लंबाई के समुच्चय का एक गणनीय सघन उपसमुच्चय है- वास्तविक संख्याओं के सदिश, ; तो हर किसी के लिए , -आयामी यूक्लिडियन समष्टि पृथक्करणीय है।


एक ऐसे समष्टि का एक सरल उदाहरण जो अलग नहीं किया जा सकता, असंख्य कार्डिनैलिटी का एक अलग समष्टि है।

आगे के उदाहरण नीचे दिये गये हैं।

पृथक्करणीयता बनाम दूसरी गणनीयता

कोई भी द्वितीय-गणनीय समष्टि पृथक्करणीय है: यदि एक गणनीय आधार है, किसी को भी चुनना गैर-रिक्त से एक गणनीय सघन उपसमुच्चय देता है। इसके विपरीत, एक मेट्रिज़ेबल समष्टि को अलग किया जा सकता है यदि और केवल यदि यह दूसरी गणनीय है, जो कि ऐसी अवस्था है यदि और केवल यदि यह लिंडेलोफ है।

इन दोनों संपत्तियों की तुलना करने के लिए:

  • दूसरे गणनीय समष्टि का एक मनमाना उपसमष्टि (टोपोलॉजी) दूसरा गणनीय है; पृथक्करणीय समष्टि के उप-समष्टि को पृथक्करणीय करने की आवश्यकता नहीं है (नीचे देखें)।
  • पृथक्करणीय समष्टि की कोई भी सतत छवि पृथक्करणीय होती है (Willard 1970, Th. 16.4a); यहां तक ​​कि दूसरे गणनीय समष्टि की भागफल टोपोलॉजी को भी दूसरे गणनीय होने की आवश्यकता नहीं है।
  • अधिक से अधिक सातत्य का एक उत्पाद कई अलग-अलग समष्टि को अलग किया जा सकता है (विलार्ड 1970, पृष्ठ 109, थ 16.4सी)। द्वितीय-गणनीय समष्टि का गणनीय गुणनफल द्वितीय गणनीय होता है, लेकिन द्वितीय-गणनीय समष्टि का गणनीय गुणनफल प्रथम गणनीय होना भी आवश्यक नहीं है।

हम एक अलग करने योग्य टोपोलॉजिकल समष्टि का एक उदाहरण बना सकते हैं जो दूसरी गणना योग्य नहीं है। किसी भी अनगिनत समुच्चय पर विचार करें , कुछ चुनें , और टोपोलॉजी को सभी समुच्चयों के संग्रह के रूप में परिभाषित करें (या खाली हैं). फिर, का समापन संपूर्ण समष्टि है ( सबसे छोटा सवृत समुच्चय है जिसमें शामिल है ), लेकिन फॉर्म का हर समुच्चय विवृत है। अत: समष्टि पृथक् करने योग्य है परंतु गणनीय आधार नहीं हो सकता।

कार्डिनैलिटी

पृथक्करणीयता संपत्ति अपने आप में टोपोलॉजिकल समष्टि की कार्डिनैलिटी पर कोई सीमा नहीं रखती है: एक तुच्छ टोपोलॉजी से संपन्न कोई भी समुच्चय अलग करने योग्य है, साथ ही एक और गणनीय, अर्ध-कॉम्पैक्ट और जुड़ा हुआ है। तुच्छ टोपोलॉजी के साथ "परेशानी" इसकी अयोग्य पृथक्करणीयता गुण है: इसका कोलमोगोरोव भागफल एक-बिंदु समष्टि है।

प्रथम-गणनीय, पृथक्करणीय हॉसडॉर्फ समष्टि (विशेष रूप से, एक पृथक्करणीय मापीय समष्टि) में सातत्य की अधिकतम कार्डिनैलिटी होती है . ऐसे समष्टि में, समापन अनुक्रमों की सीमाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है और किसी भी अभिसरण अनुक्रम की अधिकतम एक सीमा होती है, इसलिए अभिसरण अनुक्रमों के समुच्चय से एक विशेषण मानचित्र होता है जिसमें बिंदुओं के गणनीय घने उपसमुच्चय में मान होते हैं। .

एक पृथक्करणीय हॉसडॉर्फ़ समष्टि में अधिकतम कार्डिनैलिटी होती है , कहाँ सातत्य की प्रमुखता है. इसके लिए टोपोलॉजी में फिल्टर के संदर्भ में क्लोजर की विशेषता है: यदि और , तब यदि और केवल यदि कोई फ़िल्टर बेस मौजूद है के उपसमुच्चय से मिलकर बना है जो कि एकत्रित हो जाता है . समुच्चय की प्रमुखता ऐसे फ़िल्टर बेस अधिकतम हैं . इसके अलावा, हॉसडॉर्फ़ क्षेत्र में, प्रत्येक फ़िल्टर बेस की अधिकतम एक सीमा होती है। इसलिए, एक आपत्ति है कब

वही तर्क अधिक सामान्य परिणाम स्थापित करते हैं: मान लीजिए कि एक हॉसडॉर्फ टोपोलॉजिकल समष्टि इसमें कार्डिनैलिटी का सघन उपसमुच्चय शामिल है . तब अधिकतम में कार्डिनैलिटी है और अधिक से अधिक कार्डिनैलिटी यदि यह पहले गणनीय है।

अधिक से अधिक सातत्य कई पृथक्करणीय समष्टि का उत्पाद एक पृथक्करणीय समष्टि है (Willard 1970, p. 109, Th 16.4c). विशेषकर समष्टि वास्तविक रेखा से स्वयं तक सभी कार्यों का, उत्पाद टोपोलॉजी से संपन्न, कार्डिनैलिटी का एक अलग करने योग्य हॉसडॉर्फ समष्टि है . अधिक सामान्यतः, यदि यदि कोई अनन्त कार्डिनल है, तो अधिकतम का गुणनफल है अधिकतम आकार के सघन उपसमुच्चय वाले समष्टि अपने आप में अधिकतम आकार का एक सघन उपसमुच्चय होता है (हेविट-मार्क्ज़वेस्की-पॉन्डिसेरी प्रमेय)।

रचनात्मक गणित

संख्यात्मक विश्लेषण और रचनात्मक गणित में पृथक्करण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि कई प्रमेय जिन्हें अविभाज्य समष्टि के लिए सिद्ध किया जा सकता है, उनमें केवल पृथक्करणीय समष्टि के लिए रचनात्मक प्रमाण होते हैं। ऐसे रचनात्मक प्रमाणों को संख्यात्मक विश्लेषण में उपयोग के लिए एल्गोरिदम (कलन विधि) में बदला जा सकता है, और वे रचनात्मक विश्लेषण में स्वीकार्य एकमात्र प्रकार के प्रमाण हैं। इस प्रकार के प्रमेय का एक प्रसिद्ध उदाहरण हैन-बानाच प्रमेय है।

आगे के उदाहरण

विभाज्य समष्टि

  • प्रत्येक कॉम्पैक्ट मापीय समष्टि (या मेट्रिज़ेबल समष्टि) अलग करने योग्य है।
  • कोई भी टोपोलॉजिकल समष्टि जो अलग-अलग उप-समष्टि की गणनीय संख्या का संघ है, पृथक्करणीय है। ये पहले दो उदाहरण मिलकर इस बात का अलग ही प्रमाण देते हैं -आयामी यूक्लिडियन समष्टि पृथक्करणीय है।
  • समष्टि एक सघन समष्टि उपसमुच्चय से सभी निरंतर कार्यों का वास्तविक रेखा तक पृथक्करणीय है.
  • एलपी समष्टि , एक अलग माप समष्टि पर , किसी के लिए पृथक्करणीय हैं .
  • समष्टि सतत कार्य का | इकाई अंतराल पर निरंतर वास्तविक-मूल्यवान कार्य एकसमान अभिसरण की मापीय के साथ एक अलग करने योग्य समष्टि है, क्योंकि यह स्टोन-वीयरस्ट्रैस प्रमेय से निम्नानुसार है कि समुच्चय तर्कसंगत गुणांक वाले एक चर में बहुपदों का एक गणनीय सघन उपसमुच्चय है . बानाच-मज़ूर प्रमेय का दावा है कि कोई भी अलग करने योग्य बानाच समष्टि एक सवृत रैखिक उप-समष्टि के लिए सममितीय रूप से आइसोमोर्फिक है .
  • हिल्बर्ट समष्टि को तभी अलग किया जा सकता है जब इसका गणनीय ऑर्थोनॉर्मल आधार हो। यह इस प्रकार है कि कोई भी अलग करने योग्य, अनंत-आयामी हिल्बर्ट समष्टि समष्टि के लिए सममितीय है वर्ग-योगयोग्य अनुक्रमों का है।
  • एक पृथक्करणीय समष्टि का एक उदाहरण जो द्वितीय-गणनीय नहीं है सोर्गेनफ्रे रेखा है , निचली सीमा टोपोलॉजी से सुसज्जित वास्तविक संख्याओं का समुच्चय।
  • एक σ-बीजगणित पृथक्करणीय σ-बीजगणित|पृथक्करणीय σ-बीजगणित एक σ-बीजगणित है मापीय (गणित) के साथ मापीय समष्टि के रूप में माने जाने पर यह एक अलग करने योग्य समष्टि है के लिए और एक दिया गया माप (गणित) (और साथ सममित अंतर ऑपरेटर होने के नाते)।[1]

गैर-पृथक्करणीय समष्टि

  • पहला असंख्य क्रमसूचक , अपने प्राकृतिक ऑर्डर टोपोलॉजी से सुसज्जित, अलग नहीं किया जा सकता है।
  • बनच समष्टि सभी बंधे हुए वास्तविक अनुक्रमों को, एक समान मानदंड के साथ, अलग नहीं किया जा सकता है। वही बात लागू होती है .
  • परिबद्ध भिन्नता का बानाच समष्टि पृथक्करणीय नहीं है; हालाँकि ध्यान दें कि इस समष्टि का गणित, भौतिकी और इंजीनियरिंग में बहुत महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है।

गुण

  • पृथक्करणीय समष्टि के उप-समष्टि को पृथक्करणीय होने की आवश्यकता नहीं है (सोर्गेनफ्रे विमान और मूर विमान देखें), लेकिन पृथक्करणीय समष्टि का प्रत्येक विवृत उप-समष्टि पृथक्करणीय है (विलार्ड 1970, थ 16.4बी)। इसके अलावा एक पृथक्करणीय मापीय समष्टि का प्रत्येक उप-समष्टि पृथक्करणीय है।
  • वास्तव में, प्रत्येक टोपोलॉजिकल समष्टि समान कार्डिनैलिटी के एक अलग किए जाने योग्य समष्टि का उप-समष्टि है। अधिकतम गिनने लायक कई बिंदुओं को जोड़ने वाला एक निर्माण दिया गया है (सीरपिंस्की 1952, पृष्ठ 49); यदि वह समष्टि एक हॉसडॉर्फ़ समष्टि था तो जिस समष्टि का निर्माण किया गया वह भी एक हॉसडॉर्फ़ समष्टि है।
  • एक पृथक्करणीय समष्टि पर सभी वास्तविक-मूल्यवान निरंतर कार्यों के समुच्चय की एक कार्डिनैलिटी बराबर होती है।
  • एक पृथक्करणीय समष्टि पर सभी वास्तविक-मूल्यवान निरंतर कार्यों के समुच्चय में एक कार्डिनैलिटी बराबर होती है , सातत्य की प्रमुखता है। यह इस प्रकार है क्योंकि ऐसे फलन सघन उपसमुच्चय पर उनके मानों द्वारा निर्धारित होते हैं।
  • उपरोक्त संपत्ति से, कोई निम्नलिखित निष्कर्ष निकाल सकता है: यदि एक्स एक अलग करने योग्य समष्टि है जिसमें असंख्य सवृत असतत उप-समष्टि है, तो एक्स सामान्य समष्टि नहीं हो सकता है। इससे पता चलता है कि सोर्गेनफ्रे विमान सामान्य नहीं है.
  • कॉम्पैक्ट समष्टि हॉसडॉर्फ समष्टि एक्स के लिए, निम्नलिखित समतुल्य हैं:
    1. Xद्वितीय गणनीय है.
    2. सर्वोच्च मानदंड के साथ X पर निरंतर वास्तविक-मूल्यवान कार्यों का स्थान अलग करने योग्य है।
    3. Xमेट्रिज़ेबल है.

पृथक्करणीय मापीय रिक्त समष्टि एम्बेड करना

  • प्रत्येक पृथक्करणीय मापीय समष्टि हिल्बर्ट क्यूब के एक उपसमुच्चय के लिए समरूप है। यह उरीसोहन मेट्रिज़ेशन प्रमेय के प्रमाण में स्थापित किया गया है।
  • प्रत्येक पृथक्करणीय मापीय समष्टि (गैर-पृथक्करणीय) बानाच समष्टि के उपसमुच्चय के लिए आइसोमेट्री हैसमान मानदंड के साथ सभी बंधे हुए वास्तविक अनुक्रमों का; इसे फ़्रेचेट एम्बेडिंग के रूप में जाना जाता है। (Heinonen 2003)
  • प्रत्येक पृथक्करणीय मापीय समष्टि C([0,1]) के उपसमुच्चय के लिए सममितीय है, निरंतर कार्यों का पृथक्करणीय बनच समष्टि [0,1] → R, समान मानदंड के साथ। यह स्टीफ़न बानाच के कारण है। (Heinonen 2003)
  • प्रत्येक पृथक्करणीय मापीय समष्टि उरीसोहन सार्वभौमिक समष्टि के उपसमुच्चय के लिए सममितीय है।

अविभाज्य समष्टि के लिए:

  • सघन समुच्चय का एक मापीय समष्टि एक अनंत कार्डिनल के बराबर होता है α एक उपसमष्टि के लिए सममितीय है C([0,1]α, R), के उत्पाद पर वास्तविक निरंतर कार्यों का समष्टि α इकाई अंतराल की प्रतियां। (Kleiber 1969)

संदर्भ

  1. Džamonja, Mirna; Kunen, Kenneth (1995). "माप वियोज्य कॉम्पैक्ट रिक्त स्थान के वर्ग के गुण" (PDF). Fundamenta Mathematicae: 262. arXiv:math/9408201. Bibcode:1994math......8201D. If is a Borel measure on , the measure algebra of is the Boolean algebra of all Borel sets modulo -null sets. If is finite, then such a measure algebra is also a metric space, with the distance between the two sets being the measure of their symmetric difference. Then, we say that is separable iff this metric space is separable as a topological space.