Simplified Arens Square
と置き、 と定義する。
について
と定義してにはを、にはを基本近傍系として、そしての元には普通の平面の部分集合としての近傍系を導入するとキチンと位相を導入出来る。この空間をと書こう。
命題 1.
はハウスドルフ空間である。
証明.
明らか ∎
命題 2.
は正則空間ではない。
証明.
から分かる。 ∎
命題 3.
はパラコンパクトではない。
証明.
パラコンパクトハウスドルフ空間は正則空間でなければならないからである。 ∎
命題 4.
はメタコンパクトである。
証明.
まずの部分空間としては普通の平面の部分空間としての位相と一致することを鑑みると、がパラコンパクトである事が分かる。さらにはの開集合である。
の任意の開被覆についてこれをに制限する。つまり
を考える。はパラコンパクトなのでの 局所有限開細分被覆が存在する。そしてを含むの元をひとつづつ選びとすると
はの点有限開細分被覆である。 ∎
命題 5.
はコンパクトである。従ってリンデレフ空間である。
証明.
の部分空間がコンパクトであり、もコンパクトだからである。 ∎
命題 6.
は可算パラコンパクトではない。
証明.
リンデレフかつ可算パラコンパクトならばパラコンパクトでなければならないからである。 ∎
命題 7.
は第二可算公理を充たす。
証明.
の部分空間が開部分空間であり、かつ第二可算で、はそれぞれ可算な基本近傍系を持つからである。 ∎
以上からは可算パラコンパクトではないメタコンパクトコンパクトハウスドルフ空間である事が分かる。
定義 8.
集合とその部分集合族、及びについて
をによるを中心とする星型集合という。
定義 9.
位相空間の開被覆の列が展開列であるとは任意の点についてがの基本近傍系になることである。位相空間に展開列が常に存在するとは限らない。111第一可算公理を充たさない空間を考えれば当たり前である。
そして展開列を持つ空間を展開可能空間という。
命題 10.
位相空間は展開可能空間である。
証明.
のユークリッド距離での中心の開球をと置く。つまり
である。であることとがの開集合であることに注意しよう。そして
とおけばこれは開被覆になる。
のときでのときは である。 またについて、を任意にあたえて、を十分大きく取ればと出来て、さらにと出来るのでは展開列となる。 ∎
注意.
展開可能な空間をムーア空間と言うのだが、空間はムーア空間ではない展開可能空間の例ということである。
References
- [1] L.A.Steen and J.A.Seebch,Counterexamples in Topology,Dover Publications,Inc.,New York,1995, pp100, Simplified Arens Square