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
,
. Выберем открытое подмножество
такое, что
и
. Положим
. Ясно, что
и
. Так как точка
была выбрана произвольно, то
является замкнутым подмножеством пространства
. Лемма доказана.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.
