Gδ समुच्चय

टोपोलॉजी के गणितीय क्षेत्र में, एक G_δ समुच्चय टोपोलॉजिकल स्थान का उपसमुच्चय है जो खुले समुच्चयों का एक गणनीय प्रतिच्छेदन (समुच्चय थ्योरी) है। नोटेशन की उत्पत्ति जर्मन में G से Gebiet ( जर्मन : क्षेत्र, या पड़ोस) के साथ हुई है, जिसका अर्थ इस मामले में खुला समुच्चय है और δ Durchschnitt ( जर्मन : प्रतिच्छेदन) के लिए है।

ऐतिहासिक रूप से G_δ समुच्चय को आंतरिक सीमित समुच्चय भी कहा जाता था लेकिन वह शब्दावली अब उपयोग में नहीं है।

G_δ समुच्चय और उनका दोहरा Fσ समुच्चय, बोरेल पदानुक्रम का दूसरा स्तर हैं।

परिभाषा

एक टोपोलॉजिकल स्थान में एक G_δ समुच्चय खुले समुच्चयों का एक गणनीय प्रतिच्छेदन(समुच्चय सिद्धांत) है। G_δ समुच्चय बिल्कुल स्तर Π⁰
₂ बोरेल पदानुक्रम के समुच्चय है।

उदाहरण

• कोई भी खुला समुच्चय तुच्छ रूप से G_δ समुच्चय होता है।
• अपरिमेय संख्याएँ वास्तविक संख्याओं में Gδ समुच्चय होता है। $\mathbb {R}$ उन्हें खुले समुच्चय के गणनीय प्रतिच्छेदन के रूप में लिखा जा सकता है $\{q\}^{c}$(सुपरस्क्रिप्ट पूरक (समुच्चय सिद्धांत) को दर्शाता है) जहां $q$ परिमेय संख्या है।
• परिमेय संख्याओं का समुच्चय $\mathbb {Q}$ G_δ समुच्चय नहीं है। $\mathbb {R}$ अगर $\mathbb {Q}$ खुले समुच्चयों का प्रतिच्छेदनथा $A_{n}$ प्रत्येक $A_{n}$ घना समुच्चय होगा $\mathbb {R}$ क्योंकि $\mathbb {Q}$ में घना है $\mathbb {R}$. हालांकि ऊपर के निर्माण ने अपरिमेय संख्या को खुले घने उपसमुच्चय के एक गणनीय प्रतिच्छेदन के रूप में दिया। इन दोनों समुच्चयों के प्रतिच्छेदन को लेने से खाली समुच्चय को खुले घने समुच्चयों के गणनीय प्रतिच्छेदन के रूप में मिलता है और $\mathbb {R}$ बेयर श्रेणी प्रमेय का उल्लंघन करता है।
• किसी वास्तविक मूल्यवान कार्य का निरंतरता एक G_δ समुच्चय इसके डोमेन का उपसमुच्चय है (अधिक सामान्य कथन के लिए गुण अनुभाग देखें)।
• हर जगह अलग-अलग वास्तविक-मूल्यवान कार्य के व्युत्पन्न (गणित) का शून्य-समुच्चय $\mathbb {R}$ एक G_δ समुच्चय तय करता है। यह खाली आंतरिक भाग के साथ एक सघन समुच्चय हो सकता है, जैसा कि पोम्पेयू के निर्माण द्वारा दिखाया गया है।
• कार्यों का समुच्चय $C([0,1])$ के भीतर किसी भी बिंदु पर अलग नहीं किया जा सकता है जिसमे मीट्रिक स्थान का एक सघन G_δ समुच्चय होता $C([0,1])$ है।

गुण

मीट्रिक (और टोपोलॉजिकल) रिक्त स्थान में G_δ समुच्चय पूर्ण मीट्रिक स्थान के साथ-साथ बेयर श्रेणी प्रमेय की धारणा से संबंधित है। नीचे गुणों की सूची में पूरी तरह से मेट्रिज़ेबल रिक्त स्थान के बारे में परिणाम देखें। $\mathrm {G_{\delta }}$ समुच्चय और उनके पूरक भी वास्तविक विश्लेषण में महत्वपूर्ण हैं और विशेष रूप से माप सिद्धांत है।

बुनियादी गुण

• एक G _δ समुच्चय का पूरक एक F σ समुच्चय होता है।
• गिने-चुने कई G_δ समुच्चयों का प्रतिच्छेदन एक G_δ समुच्चय होता है।
• बहुत से G_δ समुच्चयों का संघ एक G_δ समुच्चय होता है।
• G_δ समुच्चय का एक गणनीय संघ (जिसे G_δσ समुच्चय कहा जाएगा) सामान्य रूप से G_δ समुच्चय नहीं है। उदाहरण के लिए, परिमेय संख्याएँ $\mathbb {Q}$ और $\mathbb {R}$ है।
• एक टोपोलॉजिकल स्थान में प्रत्येक वास्तविक मूल्यवान निरंतर कार्य का शून्य समुच्चय $f$ एक (बंद) G_δ समुच्चय के बाद से $f^{-1}(0)$ खुले समुच्चयों का प्रतिच्छेदनहै। $\{x\in X:-1/n<f(x)<1/n\}$, $(n=1,2,\ldots )$.
• मेट्रिजेबल स्थान में प्रत्येक बंद समुच्चय एक G_δ समुच्चय है और दो तरह से हर खुला समुच्चय एक Fσ समुच्चय है। दरअसल एक बंद समुच्चय $F\subseteq X$ निरंतर कार्य का शून्य समुच्चय है $f(x)=d(x,F)$, जहाँ $d$ एक समुच्चय की दूरी को इंगित करता है। स्यूडोमेट्रिजेबल स्थान में भी ऐसा ही होता है।
• पहले गणनीय T1 स्थान में प्रत्येक सिंगलटन एक G _δ समुच्चय होता है।
• पूरी तरह से मेट्रिजेबल स्थान का एक टोपोलॉजिकल उप-स्थान $X$ है अगर यह एक G_δ समुच्चय है तो यह स्वयं पूरी तरह से मेट्रिज़ेबल है।
• पोलिश अंतरिक्ष का एक उप-स्थान $X$ स्वयं पोलिश है यदि यह G_δ समुच्चय है। यह पिछले परिणाम से पूरी तरह से मेट्रिजेबल उप-स्थान के बारे में है और तथ्य यह है कि एक वियोज्य मीट्रिक स्थान के प्रत्येक उप-स्थान वियोज्य है।
• एक टोपोलॉजिकल स्थान $X$ पोलिश है अगर यह ठोस मेट्रिक स्थान का G_δ उपसमुच्चय के लिए होमियोमॉर्फिक है।

वास्तविक मूल्यवान कार्यों का निरंतरता समुच्चय

उन बिंदुओं का समूह जहां एक कार्य होता है $f$ टोपोलॉजिकल स्थान से मेट्रिक स्थान तक निरंतर कार्य तय करना। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक बिंदु पर निरंतरता $p$ $\Pi _{2}^{0}$ सूत्र द्वारा परिभाषित किया जा सकता है अर्थात् सभी सही पूर्णांकों के लिए $n,$ एक खुला समुच्चय है $U$ युक्त $p$ ऐसा है कि $d(f(x),f(y))<1/n$ सबके लिए $x,y$ में $U$ है। यदि इसका मान $n$ तय है, तो समुच्चय $p$ जिसके लिए इस तरह का एक समान खुला $U$ अपने आप में एक खुला समुच्चय है और सार्वभौमिक परिमाणक $n$ चालू है। इन समुच्चयों के (गणनीय) प्रतिच्छेदन से मेल खाती है। परिणामस्वरूप जबकि अपरिमेय के लिए एक कार्य के निरंतरता बिंदुओं का समुच्चय होना संभव है और एक कार्य का निर्माण करना असंभव है जो केवल परिमेय संख्याओं पर निरंतर हो। वास्तविक रेखा में विलोम भी धारण करता है कि किसी भी जी G_δ उपसमुच्चय के लिए $A$ वास्तविक रेखा का एक कार्य $f:\mathbb {R} \to \mathbb {R}$ यह बिल्कुल बिंदुओं पर निरंतर है $A$.

जी G_δ अंतरिक्ष

G_δ अंतरिक्ष एक टोपोलॉजिकल स्थान है जिसमें हर बंद समुच्चय एक G_δ समुच्चय (जॉनसन 1970) है। एक सामान्य स्थान जो कि G_δ अंतरिक्ष को बिल्कुल सामान्य स्थान कहा जाता है। उदाहरण के लिए प्रत्येक मेट्रिजेबल स्थान पूरी तरह से सामान्य है।

यह भी देखें

• F_σ समुच्चय, दोहरी अवधारणा; ध्यान दें कि "जी" जर्मन (गेबिएट) है और "एफ" फ्रेंच (फर्मे) है।
• P -स्थान, कोई भी स्थान जिसमें संपत्ति है कि हर Gδ समुच्चय खुला है

संदर्भ

• Engelking, Ryszard (1989). General Topology. Heldermann Verlag, Berlin. ISBN 3-88538-006-4.
• Kelley, John L. (1955). General topology. van Nostrand. p. 134.
• Steen, Lynn Arthur; Seebach, J. Arthur Jr. (1995) [1978]. Counterexamples in Topology (Dover reprint of 1978 ed.). Berlin, New York: Springer-Verlag. ISBN 978-0-486-68735-3. MR 0507446.
• Fremlin, D.H. (2003) [2003]. "4, General Topology". Measure Theory, Volume 4. Petersburg, England: Digital Books Logostics. ISBN 0-9538129-4-4. Archived from the original on 1 November 2010. Retrieved 1 April 2011.
• Willard, Stephen (2004) [1970], General Topology (Dover reprint of 1970 ed.), Addison-Wesley
• Johnson, Roy A. (1970). "A Compact Non-Metrizable Space Such That Every Closed Subset is a G-Delta". The American Mathematical Monthly. 77 (2): 172–176. doi:10.2307/2317335. JSTOR 2317335.