क्रम टोपोलॉजी

Not to be confused with Order topology (functional analysis).

गणित में, ऑर्डर टोपोलॉजी एक निश्चित टोपोलॉजिकल स्पेस है जिसे किसी भी पूरी तरह से ऑर्डर किए गए सेट पर परिभाषित किया जा सकता है। यह मनमाने ढंग से पूरी तरह से व्यवस्थित सेटों के लिए वास्तविक संख्याओं की टोपोलॉजी का एक प्राकृतिक सामान्यीकरण है। यदि X पूरी तरह से व्यवस्थित सेट है, तो X पर 'ऑर्डर टोपोलॉजी' खुली किरणों के उपआधार द्वारा उत्पन्न होती है

$\{x\mid a<x\}$

$\{x\mid x<b\}$

एक्स में सभी ए, बी के लिए। बशर्ते एक्स में कम से कम दो तत्व हों, यह कहने के बराबर है कि खुला अंतराल (गणित)

$(a,b)=\{x\mid a<x<b\}$

उपरोक्त किरणों के साथ मिलकर ऑर्डर टोपोलॉजी के लिए एक आधार (टोपोलॉजी) बनता है। एक्स में खुले सेट ऐसे सेट हैं जो (संभवतः अनंत रूप से कई) ऐसे खुले अंतराल और किरणों का एक संघ (सेट सिद्धांत) हैं।

टोपोलॉजिकल स्पेस एक्स को 'ऑर्डर करने योग्य' या 'रैखिक रूप से ऑर्डर करने योग्य' कहा जाता है यदि इसके तत्वों पर कुल ऑर्डर मौजूद है जैसे कि उस ऑर्डर से प्रेरित ऑर्डर टोपोलॉजी और एक्स पर दी गई टोपोलॉजी मेल खाती है। ऑर्डर टोपोलॉजी एक्स को पूरी तरह से सामान्य स्पेस हॉसडॉर्फ़ स्थान में बदल देती है।

'आर', 'क्यू', 'जेड' और 'एन' पर मानक टोपोलॉजी ऑर्डर टोपोलॉजी हैं।

प्रेरित क्रम टोपोलॉजी

यदि Y, X का एक उपसमुच्चय है, X के उपसमुच्चय के रूप में, Y में भी एक उपस्थान टोपोलॉजी है। सबस्पेस टोपोलॉजी हमेशा कम से कम प्रेरित ऑर्डर टोपोलॉजी जितनी बेहतर टोपोलॉजी होती है, लेकिन वे सामान्य रूप से समान नहीं होती हैं।

उदाहरण के लिए, उपसमुच्चय Y = {–1} ∪ {1/n} पर विचार करें_n∈N तर्कसंगत संख्याओं में. सबस्पेस टोपोलॉजी के तहत, सिंगलटन सेट {-1} Y में खुला है, लेकिन प्रेरित ऑर्डर टोपोलॉजी के तहत, -1 वाले किसी भी खुले सेट में स्पेस के सीमित रूप से कई सदस्यों को छोड़कर सभी शामिल होने चाहिए।

एक रैखिक रूप से क्रमित स्थान के उप-स्थान का एक उदाहरण जिसकी टोपोलॉजी एक क्रम टोपोलॉजी नहीं है

हालाँकि Y की उप-स्थान टोपोलॉजी = {–1} ∪ {1/n}_n∈N उपरोक्त अनुभाग में यह दिखाया गया है कि यह Y पर प्रेरित ऑर्डर द्वारा उत्पन्न नहीं हुआ है, फिर भी यह Y पर एक ऑर्डर टोपोलॉजी है; वास्तव में, सबस्पेस टोपोलॉजी में प्रत्येक बिंदु अलग-थलग है (यानी, सिंगलटन {y} Y में प्रत्येक y के लिए Y में खुला है), इसलिए सबस्पेस टोपोलॉजी Y पर असतत टोपोलॉजी है (टोपोलॉजी जिसमें Y का प्रत्येक उपसमुच्चय एक खुला है) सेट), और किसी भी सेट पर असतत टोपोलॉजी एक ऑर्डर टोपोलॉजी है। Y पर कुल आदेश को परिभाषित करने के लिए जो Y पर असतत टोपोलॉजी उत्पन्न करता है, बस -1 को Y का सबसे बड़ा तत्व परिभाषित करके Y पर प्रेरित आदेश को संशोधित करें और अन्यथा अन्य बिंदुओं के लिए समान क्रम रखें, ताकि इस नए क्रम में (इसे कॉल करें <₁) हमारे पास 1/n < है₁ -1 सभी n ∈ 'N' के लिए। फिर, Y पर टोपोलॉजी के क्रम में < द्वारा उत्पन्न किया गया₁, Y का प्रत्येक बिंदु Y में पृथक है।

हम यहां रैखिक रूप से क्रमबद्ध टोपोलॉजिकल स्पेस जिसकी टोपोलॉजी एक ऑर्डर टोपोलॉजी है।

होने देना $Z=\{-1\}\cup (0,1)$ वास्तविक पंक्ति में. पहले जैसा ही तर्क दिखाता है कि Z पर सबस्पेस टोपोलॉजी Z पर प्रेरित ऑर्डर टोपोलॉजी के बराबर नहीं है, लेकिन कोई यह दिखा सकता है कि Z पर सबस्पेस टोपोलॉजी Z पर किसी भी ऑर्डर टोपोलॉजी के बराबर नहीं हो सकती है।

एक तर्क इस प्रकार है. विरोधाभास के माध्यम से मान लीजिए कि Z पर कुछ पूरी तरह से ऑर्डर किया गया सेट # सख्त कुल ऑर्डर < है, जैसे कि < द्वारा उत्पन्न ऑर्डर टोपोलॉजी Z पर सबस्पेस टोपोलॉजी के बराबर है (ध्यान दें कि हम यह नहीं मान रहे हैं कि < Z पर प्रेरित ऑर्डर है , बल्कि Z पर मनमाने ढंग से दिया गया कुल ऑर्डर जो सबस्पेस टोपोलॉजी उत्पन्न करता है)। निम्नलिखित में, अंतराल संकेतन की व्याख्या < संबंध के सापेक्ष की जानी चाहिए। इसके अलावा, यदि ए और बी सेट हैं, $A<B$ इसका मतलब यही होगा $a<b$ ए में प्रत्येक ए और बी में बी के लिए।

मान लीजिए M=Z\{-1}, इकाई अंतराल। एम जुड़ा हुआ है. यदि m,n∈M और m<-1<n, तो $(-\infty ,-1)$ और $(-1,\infty )$ अलग एम, एक विरोधाभास। इसी तरह के तर्कों से, एम अपने आप में सघन है और < के संबंध में इसमें कोई अंतराल नहीं है। इस प्रकार, M <<{-1} या {-1}< (-1, पी) खाली है. चूँकि {-1} <M, हम जानते हैं कि -1 Z का एकमात्र तत्व है जो p से कम है, इसलिए p, M का न्यूनतम है। फिर M \ {p} = A ∪B, जहां A और B गैर-रिक्त खुले हैं और एम के असंयुक्त उपसमुच्चय, क्रमशः वास्तविक रेखा (0,पी) और (पी,1) के अंतराल द्वारा दिए गए हैं। ध्यान दें कि A और B की सीमाएँ दोनों p की एकात्मक हैं। ए में व्यापकता खोए बिना ए और बी में बी को ऐसे मान लें कि ए<बी, चूंकि एम में कोई अंतराल नहीं है और यह घना है, अंतराल (ए, बी) में ए और बी के बीच एक सीमा बिंदु है (कोई भी कर सकता है) A के तत्वों x के समुच्चय का सर्वोच्च भाग इस प्रकार लें कि [a,x] A में हो)। यह एक विरोधाभास है, क्योंकि एकमात्र सीमा सख्ती से एक के अंतर्गत है।

बाएँ और दाएँ क्रम की टोपोलॉजी

ऑर्डर टोपोलॉजी के कई प्रकार दिए जा सकते हैं:

• सही क्रम टोपोलॉजी एक्स पर एक टोपोलॉजी है जिसका आधार (टोपोलॉजी) फॉर्म के सभी अंतराल हैं $(a,\infty )=\{x\in X\mid x>a\}$, सेट एक्स के साथ।
• एक्स पर 'लेफ्ट ऑर्डर टोपोलॉजी' वह टोपोलॉजी है जिसका आधार फॉर्म के सभी अंतराल हैं $(-\infty ,a)=\{x\in X\mid x<a\}$, सेट एक्स के साथ।

सामान्य टोपोलॉजी में प्रतिउदाहरण देने के लिए बाएँ और दाएँ क्रम की टोपोलॉजी का उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक बंधे हुए सेट पर बाएँ या दाएँ क्रम की टोपोलॉजी एक सघन स्थान का उदाहरण प्रदान करती है जो हॉसडॉर्फ नहीं है।

बायाँ क्रम टोपोलॉजी एक मानक टोपोलॉजी है जिसका उपयोग बूलियन बीजगणित (संरचना) पर कई सेट-सैद्धांतिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

सामान्य स्थान

किसी भी क्रमसूचक संख्या λ के लिए कोई क्रमसूचक संख्याओं के रिक्त स्थान पर विचार कर सकता है

$[0,\lambda )=\{\alpha \mid \alpha <\lambda \}$

$[0,\lambda ]=\{\alpha \mid \alpha \leq \lambda \}$

प्राकृतिक क्रम टोपोलॉजी के साथ। इन स्थानों को क्रमसूचक स्थान कहा जाता है। (ध्यान दें कि क्रमिक संख्याओं के सामान्य सेट-सैद्धांतिक निर्माण में हमारे पास λ = [0,λ) और λ + 1 = [0,λ] होता है)। जाहिर है, ये स्थान अधिकतर तब रुचिकर होते हैं जब λ एक अनंत क्रमसूचक होता है; अन्यथा (परिमित अध्यादेशों के लिए), ऑर्डर टोपोलॉजी केवल असतत टोपोलॉजी है।

जब λ = ω (पहला अनंत क्रमसूचक), स्थान [0,ω) सामान्य (अभी भी असतत) टोपोलॉजी के साथ सिर्फ एन है, जबकि [0,ω] एन का एलेक्जेंडरॉफ_एक्सटेंशन|एक-बिंदु कॉम्पैक्टिफिकेशन है .

विशेष रुचि वह मामला है जब λ = ω₁, सभी गणनीय क्रमसूचकों का समुच्चय, और पहला बेशुमार क्रमवाचक। तत्व ω₁ उपसमुच्चय [0,ω का एक सीमा बिंदु है₁) भले ही [0,ω में तत्वों का कोई अनुक्रम (गणित) नहीं है₁) में तत्व ω है₁ इसकी सीमा के रूप में. विशेष रूप से, [0,ω₁] प्रथम-गणनीय स्थान नहीं है|प्रथम-गणनीय। उपस्थान [0,ω₁) हालाँकि, प्रथम-गणनीय है, क्योंकि [0,ω में एकमात्र बिंदु है₁] बिना गणनीय स्थानीय आधार के ω है₁. कुछ और संपत्तियों में शामिल हैं

• न तो [0,ω₁) या [0,ω₁] वियोज्य स्थान या द्वितीय-गणनीय है
• [0,ω₁] सघन स्थान है, जबकि [0,ω₁) अनुक्रमिक रूप क्रमिक रूप से संकुचित स्थान और गणनीय रूप से सघन स्थान है, लेकिन कॉम्पैक्ट या परा-सुसंहत नहीं है

टोपोलॉजी और ऑर्डिनल्स

टोपोलॉजिकल स्पेस के रूप में ऑर्डिनल्स

किसी भी क्रमसूचक संख्या कुल ऑर्डर टोपोलॉजी के साथ संपन्न करके एक टोपोलॉजिकल स्पेस में बनाया जा सकता है (चूँकि, अच्छी तरह से क्रमबद्ध होने के कारण, एक क्रमसूचक विशेष रूप से कुल क्रम में होता है): इसके विपरीत संकेत के अभाव में, यह हमेशा ऑर्डर टोपोलॉजी होता है इसका मतलब तब होता है जब एक ऑर्डिनल को एक टोपोलॉजिकल स्पेस के रूप में माना जाता है। (ध्यान दें कि यदि हम एक उचित वर्ग को टोपोलॉजिकल स्पेस के रूप में स्वीकार करने के इच्छुक हैं, तो सभी ऑर्डिनल्स का वर्ग भी ऑर्डर टोपोलॉजी के लिए एक टोपोलॉजिकल स्पेस है।)

किसी ऑर्डिनल α के सीमा बिंदुओं का सेट बिल्कुल α से कम सीमा वाले ऑर्डिनल्स का सेट होता है। α से कम उत्तराधिकारी क्रमसूचक (और शून्य) α में पृथक बिंदु हैं। विशेष रूप से, परिमित क्रमसूचक और ω असतत स्थान टोपोलॉजिकल स्थान हैं, और इससे परे कोई भी क्रमसूचक असतत नहीं है। ऑर्डिनल α एक टोपोलॉजिकल स्पेस के रूप में कॉम्पैक्ट स्पेस है यदि और केवल यदि α एक उत्तराधिकारी ऑर्डिनल है।

एक सीमा क्रमसूचक α के बंद सेट केवल इस अर्थ में बंद सेट हैं कि हमारे पास #बंद किए गए असंबद्ध सेट और वर्ग हैं, अर्थात्, जिनमें एक सीमा क्रमसूचक होता है जब भी उनमें इसके नीचे सभी पर्याप्त रूप से बड़े अध्यादेश होते हैं।

कोई भी क्रमसूचक, निश्चित रूप से, किसी भी आगे के क्रमसूचक का एक खुला उपसमुच्चय है। हम निम्नलिखित आगमनात्मक तरीके से ऑर्डिनल्स पर टोपोलॉजी को भी परिभाषित कर सकते हैं: 0 खाली टोपोलॉजिकल स्पेस है, α+1 को कॉम्पेक्टिफिकेशन (गणित) | α का एक-बिंदु कॉम्पेक्टिफिकेशन लेकर प्राप्त किया जाता है, और δ के लिए एक सीमा ऑर्डिनल, δ प्रत्यक्ष सीमा टोपोलॉजी से सुसज्जित है। ध्यान दें कि यदि α एक उत्तराधिकारी क्रमसूचक है, तो α सघन है, इस स्थिति में इसका एक-बिंदु संघनन α+1 α और एक बिंदु का असंयुक्त संघ है।

टोपोलॉजिकल स्पेस के रूप में, सभी ऑर्डिनल्स हॉसडॉर्फ स्पेस और यहां तक ​​कि सामान्य स्पेस भी हैं। वे पूरी तरह से अलग किए गए स्थान (जुड़े हुए घटक बिंदु हैं), बिखरे हुए स्थान (प्रत्येक गैर-रिक्त उपस्थान में एक अलग बिंदु होता है; इस मामले में, बस सबसे छोटा तत्व लें), शून्य-आयामी स्थान | शून्य-आयामी (टोपोलॉजी में एक है) क्लोपेन आधार (टोपोलॉजी): यहां, क्लोपेन अंतराल (β,γ'+1)=[β+' के मिलन के रूप में एक खुला अंतराल (β,γ) लिखें 1,γ'] के लिए γ'<γ). हालाँकि, वे सामान्य रूप से अत्यधिक असंबद्ध स्थान नहीं हैं (वहाँ खुले सेट हैं, उदाहरण के लिए ω से सम संख्याएँ, जिनका समापन खुला नहीं है)।

टोपोलॉजिकल स्पेस ω₁ और इसके उत्तराधिकारी ω₁+1 का उपयोग अक्सर गैर-गणनीय टोपोलॉजिकल रिक्त स्थान के पाठ्य-पुस्तक उदाहरण के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, टोपोलॉजिकल स्पेस में ω₁+1, तत्व ω₁ उपसमुच्चय ω के समापन में है₁ भले ही ω में तत्वों का कोई क्रम नहीं है₁ इसमें ω तत्व है₁ इसकी सीमा के रूप में: ω में एक तत्व₁ एक गणनीय समुच्चय है; ऐसे समुच्चयों के किसी भी क्रम के लिए, इन समुच्चयों का मिलन अनगिनत गणनीय समुच्चयों का मिलन है, इसलिए फिर भी गणनीय है; यह संघ अनुक्रम के तत्वों की ऊपरी सीमा है, और इसलिए अनुक्रम की सीमा, यदि इसमें कोई है।

अंतरिक्ष ω₁ प्रथम-गणनीय स्थान है|प्रथम-गणनीय, लेकिन द्वितीय-गणनीय स्थान नहीं|द्वितीय-गणनीय, और ω₁कॉम्पैक्ट स्पेस होने के बावजूद +1 में इन दोनों में से कोई भी गुण नहीं है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि ω से कोई भी सतत फलन₁ से R (वास्तविक रेखा) अंततः स्थिर है: इसलिए ω का कॉम्पेक्टिफिकेशन (गणित)|स्टोन-सेच कॉम्पेक्टिफिकेशन₁ ω है₁+1, ठीक इसके एक-बिंदु संघनन की तरह (ω के बिल्कुल विपरीत, जिसका स्टोन-सेच संघनन ω से बहुत बड़ा है)।

सामान्य-अनुक्रमित अनुक्रम

यदि α एक सीमा क्रमसूचक है और X एक समुच्चय है, तो X के तत्वों का α-अनुक्रमित अनुक्रम केवल α से अनुक्रम की अवधारणा. एक साधारण अनुक्रम मामले α = ω से मेल खाता है।

यदि <α ऐसा कि x_ι सभी ι≥β के लिए U में है।

टोपोलॉजी में सीमाएं निर्धारित करने के लिए सामान्य-अनुक्रमित अनुक्रम सामान्य (ω-अनुक्रमित) अनुक्रमों से अधिक शक्तिशाली हैं: उदाहरण के लिए, ω₁ (क्रमसूचक संख्या#कार्डिनल का प्रारंभिक क्रमसूचक|ओमेगा-वन, सभी गणनीय क्रमसूचक संख्याओं का समुच्चय, और सबसे छोटी बेशुमार क्रमसूचक संख्या), ω का एक सीमा बिंदु है₁+1 (क्योंकि यह एक सीमा क्रमसूचक है), और, वास्तव में, यह ω की सीमा है₁-अनुक्रमित अनुक्रम जो ω से कम किसी भी क्रमसूचक को मैप करता है₁ स्वयं के लिए: हालाँकि, यह ω में किसी सामान्य (ω-अनुक्रमित) अनुक्रम की सीमा नहीं है₁, चूँकि ऐसी कोई भी सीमा उसके तत्वों के मिलन से कम या उसके बराबर होती है, जो गणनीय समुच्चयों का गणनीय संघ है, इसलिए स्वयं गणनीय है।

हालाँकि, सामान्य रूप से नेट (या फ़िल्टर (गणित)) को बदलने के लिए क्रमिक-अनुक्रमित अनुक्रम पर्याप्त शक्तिशाली नहीं हैं: उदाहरण के लिए, टाइकोनोफ़ प्लैंक (उत्पाद स्थान) पर $(\omega _{1}+1)\times (\omega +1)$), कोने का बिंदु $(\omega _{1},\omega )$ खुले उपसमुच्चय का एक सीमा बिंदु है (यह समापन में है)। $\omega _{1}\times \omega$, लेकिन यह क्रमिक-अनुक्रमित अनुक्रम की सीमा नहीं है।

यह भी देखें

• टोपोलॉजी की सूची
• निचली सीमा टोपोलॉजी
• लंबी लाइन (टोपोलॉजी)
• रैखिक सातत्य
• ऑर्डर टोपोलॉजी (कार्यात्मक विश्लेषण)
• आंशिक रूप से ऑर्डर किया गया स्थान

संदर्भ

• Steen, Lynn A. and Seebach, J. Arthur Jr.; Counterexamples in Topology, Holt, Rinehart and Winston (1970). ISBN 0-03-079485-4.
• Stephen Willard, General Topology, (1970) Addison-Wesley Publishing Company, Reading Massachusetts.
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