स्यूडोमेट्रिक स्पेस

गणित में, स्यूडो मीट्रिक स्पेस एक मीट्रिक स्पेस का सामान्यीकरण है जिसमें दो अलग-अलग बिंदुओं के बीच की दूरी शून्य हो सकती है। 1934 में डुरो कुरेपा द्वारा स्यूडोमेट्रिक स्पेस पेश किए गए थे। उसी प्रकार जैसे प्रत्येक नॉर्म्ड स्पेस एक मेट्रिक स्पेस होता है, वैसे ही प्रत्येक सेमिनोर्म स्पेस एक स्यूडोमेट्रिक स्पेस होता है। इस सादृश्य के कारण शब्द अर्धमेट्रिक स्पेस (जिसका टोपोलॉजी में अलग अर्थ है) को कभी-कभी विशेष रूप से कार्यात्मक विश्लेषण में एक पर्याय के रूप में प्रयोग किया जाता है।

जब स्यूडोमेट्रिक्स के परिवार का उपयोग करके टोपोलॉजी उत्पन्न होती है, तो स्पेस को गेज स्पेस कहा जाता है।

परिभाषा

स्यूडोमेट्रिक स्पेस $(X,d)$ गैर-ऋणात्मक वास्तविक-मूल्यवान फलन $d:X\times X\longrightarrow \mathbb {R} _{\geq 0}$ के साथ एक समुच्चय $X$ है जिसे स्यूडोमेट्रिक कहा जाता है, जैसे कि प्रत्येक $x,y,z\in X$ के लिए

1. $d(x,x)=0.$
2. समरूपता: $d(x,y)=d(y,x)$
3. उपयोगात्मकता/त्रिभुज असमानता: $d(x,z)\leq d(x,y)+d(y,z)$

मीट्रिक स्पेस के विपरीत, स्यूडोमेट्रिक स्पेस में बिंदुओं को अलग करने की आवश्यकता नहीं है; अर्थात् अलग-अलग मानों $x\neq y$ के लिए $d(x,y)=0$ हो सकता है।

उदाहरण

कोई भी मीट्रिक स्पेस स्यूडोमेट्रिक स्पेस है। कार्यात्मक विश्लेषण में स्यूडोमेट्रिक्स स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं। वास्तविक मूल्यवान फलनों $f:X\to \mathbb {R}$ के साथ में विशेष बिंदु $x_{0}\in X$ के स्थान ${\mathcal {F}}(X)$ स्पेस पर विचार करें। यह बिंदु तब दिए गए फलनों के स्पेस पर स्यूडोमेट्रिक को प्रेरित करता है

$$d(f,g)=\left|f(x_{0})-g(x_{0})\right|$$

के लिए $f,g\in {\mathcal {F}}(X)$ एक सेमिनोर्म $p$ स्यूडोमेट्रिक $d(x,y)=p(x-y)$ है। यह $x$ (विशेष रूप से, अनुवाद (ज्यामिति)) के एक एफ़िन फलन का उत्तल कार्य है, और इसलिए $x$ (इसी तरह $y$ के लिए) में उत्तल है।

इसके विपरीत, सजातीय, अनुवाद-अपरिवर्तनीय स्यूडोमेट्रिक सेमिनोर्म को प्रेरित करता है।

हाइपरबोलिक जटिल कई गुना के सिद्धांत में स्यूडोमेट्रिक्स भी उत्पन्न होते हैं: कोबायाशी मीट्रिक देखें।

प्रत्येक माप स्पेस $(\Omega ,{\mathcal {A}},\mu )$ परिभाषित करके पूर्ण स्यूडोमेट्रिक स्पेस के रूप में देखा जा सकता है

$$d(A,B):=\mu (A\vartriangle B)$$

सभी के लिए $A,B\in {\mathcal {A}},$ जहाँ त्रिभुज सममित अंतर को दर्शाता है।

यदि $f:X_{1}\to X_{2}$ फलन है और d₂ X₂ पर स्यूडोमेट्रिक्स है, तब $d_{1}(x,y):=d_{2}(f(x),f(y))$ X₁ पर स्यूडोमेट्रिक्स देता है. यदि d₂ मीट्रिक है और f अंतःक्रियात्मक फलन है, तो d₁ पैमाना है।

टोपोलॉजी

स्यूडोमेट्रिक टोपोलॉजी खुली गेंदों द्वारा उत्पन्न टोपोलॉजी (संरचना) है

$$B_{r}(p)=\{x\in X:d(p,x)<r\},$$

जो टोपोलॉजी के लिए आधार (टोपोलॉजी) बनाते हैं। टोपोलॉजिकल स्पेस को स्यूडोमीट्रिज़ेबल स्पेस कहा जाता है यदि स्पेस को स्यूडोमेट्रिक दिया जा सकता है जैसे कि स्यूडोमेट्रिक टोपोलॉजी स्पेस में दिए गए टोपोलॉजी के साथ मेल खाता है।

स्यूडोमेट्रिक्स और मेट्रिक्स के बीच का अंतर पूरी तरह से सामयिक है। यही है, स्यूडोमेट्रिक एक मीट्रिक है यदि और केवल यदि यह उत्पन्न होने वाली टोपोलॉजी T0 (अर्थात, अलग-अलग बिंदु स्थैतिक रूप से अलग-अलग होते हैं) स्पेस है।

मीट्रिक रिक्त स्पेस के लिए कॉची अनुक्रम और समापन (मीट्रिक स्पेस) की परिभाषाएँ अपरिवर्तित स्यूडोमेट्रिक रिक्त स्पेस पर ले जाती हैं।

मीट्रिक पहचान

स्यूडोमेट्रिक का लुप्त होना तुल्यता संबंध को प्रेरित करता है, जिसे मीट्रिक पहचान कहा जाता है, जो स्यूडोमेट्रिक्स स्पेस को पूर्ण मीट्रिक स्पेस में परिवर्तित करता है। यह $x\sim y$ को परिभाषित करके किया जाता है यदि $d(x,y)=0$ । मान लें कि $X^{*}=X/{\sim }$ का भागफल स्पेस (टोपोलॉजी) हो इस तुल्यता संबंध से $X$ का विभाग स्थान है और परिभाषित करें

$${\begin{aligned}d^{*}:(X/\sim )&\times (X/\sim )\longrightarrow \mathbb {R} _{\geq 0}\\d^{*}([x],[y])&=d(x,y)\end{aligned}}$$

यह अच्छी तरह से परिभाषित है क्योंकि किसी भी $x'\in [x]$ के लिए हमारे पास वह $d(x,x')=0$ है और इसलिए $d(x',y)\leq d(x,x')+d(x,y)=d(x,y)$ और इसके विपरीत हैं। तब $d^{*}$$X^{*}$ पर एक मीट्रिक है और $(X^{*},d^{*})$ अच्छी तरह से परिभाषित मीट्रिक स्पेस है, जिसे स्यूडोमेट्रिक्स स्पेस $(X,d)$ द्वारा प्रेरित मीट्रिक स्पेस कहा जाता है।

मीट्रिक पहचान प्रेरित टोपोलॉजी को संरक्षित करती है। अर्थात् उपसमुच्चय $A\subseteq X$ में खुला (या बंद) $(X,d)$ है यदि और केवल यदि $\pi (A)=[A]$ में खुला (या बंद) $\left(X^{*},d^{*}\right)$ है और $A$ संतृप्त है। सामयिक पहचान कोलमोगोरोव भागफल है।

इस निर्माण का एक उदाहरण इसके कॉची अनुक्रमों द्वारा एक मीट्रिक स्पेस का पूरा होना है।

यह भी देखें

• सामान्यीकृत मीट्रिक – Metric geometry
• मीट्रिक हस्ताक्षर
• मीट्रिक स्थान
• मेट्रिजेबल टोपोलॉजिकल वेक्टर स्पेस

संदर्भ

• Arkhangel'skii, A.V.; Pontryagin, L.S. (1990). General Topology I: Basic Concepts and Constructions Dimension Theory. Encyclopaedia of Mathematical Sciences. Springer. ISBN 3-540-18178-4.
• Steen, Lynn Arthur; Seebach, Arthur (1995) [1970]. Counterexamples in Topology (new ed.). Dover Publications. ISBN 0-486-68735-X.
• Willard, Stephen (2004) [1970], General Topology (Dover reprint of 1970 ed.), Addison-Wesley
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• "Example of pseudometric space". PlanetMath.