Критерий нормируемости Колмогорова - Википедия - Kolmogorovs normability criterion

В математика, Критерий нормируемости Колмогорова это теорема что обеспечивает необходимое и достаточное условие для топологическое векторное пространство быть нормируемым, т.е.для существования норма на пространстве, порождающем данную топология.^[1][2] Критерий нормируемости можно рассматривать как результат в том же духе, что и критерий нормируемости. Теорема Нагаты – Смирнова о метризации, что дает необходимое и достаточное условие топологическое пространство быть метризуемый. Результат доказал российский математик. Андрей Николаевич Колмогоров в 1934 г.^[3][4][5]

Формулировка теоремы

Может быть полезно сначала вспомнить следующие термины:

• А топологическое векторное пространство это векторное пространство ${ displaystyle X}$ оборудован топологией ${ displaystyle { mathcal {T}}}$ такие, что операции скалярного умножения и сложения векторов в векторном пространстве являются непрерывными.
• Топологическое векторное пространство ${ displaystyle (X, { mathcal {T}})}$ называется нормируемый если есть норма ${ displaystyle | cdot | двоеточие X to mathbb {R}}$ на ${ displaystyle X}$ такие, что открытые шары нормы ${ displaystyle | cdot |}$ генерировать заданную топологию ${ displaystyle { mathcal {T}}}$. (Обратите внимание, что данное нормируемое топологическое векторное пространство может допускать несколько таких норм.)
• А топологическое пространство ${ displaystyle (X, { mathcal {T}})}$ называется Т₁ Космос если для каждых двух различных точек ${ displaystyle x, y in X}$, есть открытый район ${ displaystyle U_ {x}}$ из ${ displaystyle x}$ что не содержит ${ displaystyle y}$. В топологическом векторном пространстве это эквивалентно требованию, чтобы для каждого ${ Displaystyle х neq 0}$, существует открытая окрестность начала координат, не содержащая ${ displaystyle x}$. Обратите внимание, что будучи T₁ слабее, чем быть Пространство Хаусдорфа, в котором каждые две различные точки ${ displaystyle x, y in X}$ допускать открытые кварталы ${ displaystyle U_ {x}}$ из ${ displaystyle x}$ и ${ displaystyle U_ {y}}$ из ${ displaystyle y}$ с ${ Displaystyle U_ {x} cap U_ {y} = varnothing}$; так как нормированные и нормируемые пространства всегда хаусдорфовы, удивительно, что теорема требует только T₁.
• Подмножество ${ displaystyle A}$ векторного пространства ${ displaystyle X}$ это выпуклый набор если для любых двух точек ${ displaystyle x, y in A}$, соединяющий их отрезок целиком лежит внутри ${ displaystyle A}$, т.е. для всех ${ Displaystyle 0 Leq т Leq 1}$, ${ displaystyle (1-t) x + ty in A}$.
• Подмножество ${ displaystyle A}$ топологического векторного пространства ${ displaystyle (X, { mathcal {T}})}$ это ограниченное множество если для каждого открытого района ${ displaystyle U}$ начала координат существует скаляр ${ displaystyle lambda}$ так что ${ Displaystyle A substeq lambda U}$. (Можно подумать о ${ displaystyle U}$ как «маленький» и ${ displaystyle lambda}$ как «достаточно большой», чтобы надуть ${ displaystyle U}$ покрывать ${ displaystyle A}$.)

Выраженный в этих терминах критерий нормируемости Колмогорова выглядит следующим образом:

Теорема. Топологическое векторное пространство ${ displaystyle (X, { mathcal {T}})}$ нормируем тогда и только тогда, когда это T₁ пространство и допускает ограниченную выпуклую окрестность начала координат.

Смотрите также

• Локально выпуклое топологическое векторное пространство - Векторное пространство с топологией, определяемой выпуклыми открытыми множествами
• Нормированное пространство
• Топологическое векторное пространство - Векторное пространство с понятием близости

Рекомендации