Определение всех используемых понятий, терминов и обозначений можно найти в работах . Компакт – компактное хаусдорфово пространство, не обязательно метризуемое. Все пространства предполагаются вполне регулярными.
Одним из расширений класса диадических компактов является класс -адических пространств – пространств, допускающих счетное покрытие компактами, являющимися непрерывными образами -метризуемых компактов (т.е. - адическими компактами) [5]. Структура и свойства пространств этого класса оказались тесно связанными с задачами продолжения непрерывных отображений. Описанию этих связей в общих случаях и в некоторых специальных ситуациях посвящена данная работа.
Лемма 1. Пусть - топологическое пространство, причем любое каноническое замкнутое подмножество имеет тип в , - всюду плотное подпространство такое, что для любого замкнутого подмножества типа в пересечение с не пусто, - непрерывное отображение в пространство , причем . Тогда существует непрерывное отображение такое, что .
Доказательство. Для каждой точки обозначим через семейство всех замкнутых подмножеств типа в , содержащих эту точку. Ясно, что для любого семейство является - центрированным Семейство подмножеств пространства называется - центрированным, если для любого подсемейства мощности выполнено .. Положим , и . Так как для любого подсемейства мощности существует элемент такой, что, то семейство является - центрированным для любого , а так как , то множество не пусто для любого . Покажем, что для любого выполняется . Допустим, что существует точка такая, что . Выберем различные точки , и окрестности и этих точек в такие, что . Пусть и - открытые подмножества пространства такие, что и . Так как всюду плотно в пространстве , то . Так как любое каноническое замкнутое подмножество имеет тип в , то существуют открытые подмножества и пространства такие, что , , и замкнутые множества и имеют тип в пространстве . В силу того, что и для любого элемента получаем, что и . Тогда и - получаем противоречие с тем, что . Таким образом, для любой точки . Отображение, ставящее в соответствие каждой точке одноточечное множество , обозначим через . Очевидно, что .
Покажем, что отображение непрерывно. Пусть - произвольное открытое подмножество такое, что . Для каждой точки выберем окрестность точки в такую, что . Покажем, что для любого . Допустим, что существует точка такая, что . Так как множество имеет тип в , то , что противоречит тому, что для любого элемента . Покажем, что для любого и любого выполняется . Допустим, что существует точка такая, что и рассмотрим окрестность точки в такую, что . Тогда , что противоречит тому, что . Таким образом, , т. е. является открытым подмножеством пространства . Лемма доказана.
Теорема 1. Для того, чтобы финально компактное пространство было -диадическим необходимо и достаточно, чтобы оно являлось непрерывным образом открытого подмножества -метризуемого компакта.
Доказательство. Доказательство необходимости проводится по стандартной схеме [5].
Достаточность. Пусть - непрерывное отображение открытого подмножества -метризуемого компакта на финально компактное пространство . Замыкание множества в обозначим через . Через обозначим объединение всех замкнутых типа подмножеств , лежащих в множестве . Так как пространство совершенно -нормально, то каждое каноническое замкнутое подмножество пространства имеет тип в . Из леммы 1 следует, что существует непрерывное отображение пространства на такое, что . Так как множество имеет тип в , то множество является объединением замкнутых подмножеств типа в . Множество имеет тип в . Так как , то , а так как пространство является -адическим, то и пространство является -адическим. Теорема доказана.
Теорема 2. Если псевдокомпактное пространство является непрерывным образом открытого подмножества -метризуемого компакта , то любое компактное хаусдорфово расширение пространства является -адическим пространством.
Доказательство. Пусть - непрерывное отображение на . Обозначим через замыкание множества в . Пусть - стандартное отображение стоун-чеховской компактификации пространства на и - непрерывное продолжение отображения на . Так как пространство совершенно -нормально, то существует множество , содержащее , такое, что множество является объединением типа подмножеств и для любой точки . Множество имеет тип в и, следовательно, множество обладает счетным покрытием из -адических компактов. Так как отображение является гомеоморфизмом, то -адично, а так как и пространство финально компактно, то . Теорема доказана.
Лемма 2. Пусть - непрерывное замкнутое отображение пространства на компакт , - стоун-чеховская компактификация пространства и - непрерывное продолжение отображения на . Тогда для любого нормального подпространства , содержащего , отображение является замкнутым.
Доказательство. Пусть - произвольное замкнутое подмножество пространства , и - произвольная точка множества . Ясно, что . Так как и пространство нормально, то . Нетрудно показать, что
Теорема 3. Компакт, являющийся образом открытого подмножества -адического компакта относительно непрерывного замкнутого отображения, является -адическим.
Доказательство. Пусть компакт является непрерывным замкнутым образом открытого подмножества -адического компакта . Тогда является непрерывным замкнутым образом некоторого открытого подмножества некоторого -метризуемого компакта . Замыкание множества в обозначим через , непрерывное замкнутое отображение на компакт обозначим через . Пусть - стандартное отображение стоун-чеховской компактификации пространства на и - непрерывное продолжение отображения на . Так как пространство совершенно -нормально, то существует множество такое, что и для любой точки , причем множество является объединением замкнутых типа подмножеств пространства . Заметим, что множество имеет тип в . Таким образом, открытое в множество является финально компактным пространством, причем . Так как нормально, то из леммы 3 следует замкнутость отображения . Тогда существует компакт такой, что . Пусть - каноническое замкнутое подмножество такое, что . Ясно, что . Так как гомеоморфизм и является -адическим компактом, то является -адическим компактом. Отсюда, так как , то компакт является -адическим компактом. Теорема доказана.
Теорема 4. Компакт , являющийся образом открытого подмножества -адического компакта относительно непрерывного открытого отображения , является -адическим.
Доказательство. Нетрудно показать, что существует замкнутое подмножество такое, что и отображение является совершенным. Так как компактность сохраняется при переходе к прообразам относительно совершенных отображений, то является компактном. Пусть - каноническое замкнутое подмножество -адического компакта такое, что . Так как и - -адический компакт , то является -адическим компактом. Теорема доказана.
Теорема 5. Если - вес -адического компакта , то существует множество мощности всюду плотное в такое, что для любой точки .
Доказательство. Пусть , где - -адический компакт для любого . Обозначим через -базу пространства мощности . Покажем, что в каждом элементе семейства существует точка такая, что . Выберем элемент такой, что . Положим . Так как всякий компакт обладает свойством Бэра и , то существуют открытое подмножество пространства и номер такие, что . Замыкание множества в обозначим через . Так как , то является -адическим компактом. Так как для всякого -адического компакта -вес совпадает с весом, то . Выберем произвольную точку . Так как , а является открытым подмножеством пространства , то . Ясно, что множество является искомым. Теорема доказана.
Следствие. Если -вес -адического компакта счетен, то удовлетворяет первой аксиоме счетности на счетном всюду плотном подмножестве.
Библиографический список
- Архангельский А.В. Об отображениях всюду плотных подпространств топологических произведений. // Докл. АН СССР, 1971. т. 197. № 4. С. 750 – 753.
- Широков Л.В. О продолжении непрерывных отображений и аппроксимативной связности // Проблемы современной науки, Центр научного знания «ЛОГОС».2013. выпуск 9. С. 3–9.
- Широков Л.В. Внешняя характеристика пространств Дугунджи и -метризуемых бикомпактов. // Докл. АН СССР. 1982. т. 263. № 5. С. 1073-1077.
- Широков Л.В. О AE(n)-компактах. //Известия РАН, 1992. т. 56. № 6. С. 1316 – 1327.
- Щепин Е.В. О - метризуемых пространствах. //Изв. АН СССР. Сер. матем, 1979. 43:2. С. 442–478.
- Ефимов Б.А. Диадические бикомпакты. // Труды Моск. Мат. Общ., 1965. т. 14. С. 211-247.
- Trukhmanov V.B. On subdirect sums of abelian torsion-free groups of rank 1. // Journal of Mathematical Sciences. 2008. Т. 154. № 3. С. 422-429.
- Трухманов В.Б. Подпрямые суммы абелевых групп без кручения ранга 1. // Фундаментальная и прикладная математика. 2007. Т. 13. № 3. С. 209-221.