滤子和网

作者: Obj_Arr | 来源:发表于2022-05-03 17:02 被阅读0次

 经过了一番沉淀,再来看看这两个概念。

滤子也好,网也好,是为了描述收敛性的。这个收敛性在度量空间中就是收敛序列,在一点之渐缩邻域序列中各取一个点,就做出了收敛于这个点的序列。但是,并不是所有的拓扑空间都是度量空间,对于一般的拓扑空间来说,收敛性依然存在,只是不能够用收敛序列来描述了。这就是引入滤子和网的原因。

滤子和网是两种不同的描述方式,一般只取其一即可。

滤子是空间的特殊子集族,具有三个性质,对有限交封闭,向上包含,不含空集。

具体解释:

对有限交封闭就是对于任意的F_1,F_2\in\mathcal F\implies F_1\cap F_2\in \mathcal F

向上包含意味着F\in \mathcal F,F\subseteq G\subseteq X\implies G\in\mathcal F

不含空集就是\phi\notin\mathcal F

这些性质其实和拓扑的定义的差不多,任意并,有限交,包含全集和空集,滤子不包含空集,所以不是拓扑,但是滤子加上空集就是拓扑了。拓扑减去空集,不一定是滤子,因为向上包含性比任意并要强,毕竟任意并是从拓扑内的集合而来的,向上包含是对任意子集而言的。拓扑和全部子集族显然是不相等的。

有一种形象的方式来把握滤子的概念,就是将空间的所有子集按照包含关系组织成格,或者说偏序集,滤子就是从某一个集合出发,向上包含所有含此集合的集合。

所以,可以就此定义出集合生成的滤子,将出发的集合视为生成子,可以唯一生成出一个滤子。当这个集合是单点集时,就称为该点的主滤,就像主理想一般,从单点出发生成出一个结构。其实也可以称之为邻域滤子,就像邻域系一般,包含某点的任意邻域构成的子集族就是一个滤子。

所以,虽然使用滤子语言是为了克服收敛序列的局限性,但是,这个收敛的图景并没有发生变化。就像点集收敛和集合收敛一般,点集收敛非常形象,集合收敛就比较抽象,但是他们说的其实是一件事情,随着索引值的增大,结构趋向于一个稳定的形式。

滤子就是起到了这样的一个转换的作用,所以很多关于收敛的基本性质可以无碍的推广到滤子语言,或者可以这样说,通过滤子可以把度量空间中收敛序列理论推广到非度量空间。

超滤,就像极大理想一般,是滤子序列的一种极限形式,就像除环自身外,每一个理想必然含于一个极大理想,除空间外,每一个滤子必然含于一个超滤。超滤是一种特殊的滤子,所以滤子所含性质,他都具有。超滤的一个重要性质是,空间中的子集和补集,有且只有一个可以位于超滤中。

当一个点含于滤子时,就称这个滤子收敛于该点,所有含有这个点的集合其实就都在这个滤子中了。这种收敛性是唯一的,当空间是豪斯多夫时。这个豪斯多夫性也遇见过很多次,保证了极限的唯一性。

然后是网的概念,网的定义,

网就是有向集到空间的映射,有向集就是向上包含的有序集,看起来就像是滤子的翻版,只不过滤子是在空间自身上面构建的,而有向集是单独定义的,经过映射施加在空间上。有向集,不一定是线性序的,就像区间的分割与加细,显然也是一种有向集,但是和通常的自然数序集差异很大。所以网就可以视为收敛序列在序结构上的推广。从自然数序列推广到有向集序列。

关于网的定义,似乎有些迂回,想要获得一个收敛的网,应该也不太容易,毕竟集合函数本身并不能保持各种特殊性质,这就需要外加定义。相比于滤子的收敛,就显得有些多余。这也是结构定义的一种选择,简单的结构需要外加约束,才能同复杂结构等价。

深入的东西,就算了,仅作了解就足够了,起因还是看书时遇见了网的概念,所以想要深入了解一些。

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