О КОМПАКТНОСТИ В УПОРЯДОЧЕННЫХ ПРОСТРАНСТВАХ С ТОПОЛОГИЕЙ

, ,

Напомним основные определения. Пусть упорядоченное множество точек.

Элемент называется наибольшим в Х, если .

Множество Х называется направленным, если .

Топологией в Х называется топология, порождённая базой .

Множество Х с топологией обозначим .

Справедливо

Предложение 1. Если имеет наибольший элемент Þ - компактно.

Доказательство.

Пусть - наибольший в Х элемент, - открытое покрытие : Þ . В силу открытости множество содержит и окрестность , а так как - наибольший элемент в Х, то , что и говорит о компактности Х.

Следствие. Множества компактны .

Предложение 2. Пусть Х - направленное Þ компактно Û в Х есть наибольший элемент.

Доказательство.

С учётом предложения 1 осталось проверить, что компактное имеет наибольший элемент.

Возьмём открытое покрытие , где .

В силу компактности выделим из конечное подпокрытие: . Так как Х является направленным множеством, то для , откуда , тем самым , т. е. - наибольший в Х элемент.

Пусть . Известно ([1]), что непрерывность отображения f эквивалентна монотонному возрастанию.

Приведём некоторые определения из [2].

Упорядоченное множество Х называется условно полной структурой, если всякое непустое ограниченное сверху (снизу) подмножество в Х имеет sup (inf).

Упорядоченное множество Х является полной структурой, если всякое непустое подмножество в Х имеет sup и inf.

Условно полная структура, имеющая наибольший элемент, является полной.

Теорема Тарского ([2]) говорит о том, что всякое монотонно возрастающее отображение полной структуры в себя имеет неподвижную точку.

Предложение 3. Пусть Х направленное множество, являющееся условно полной структурой, ­- компактно; и f непрерывно Þ f имеет неподвижную точку.

Доказательство.

Из предложения 2 в Х существует наибольший элемент, а поэтому Х является полной структурой.

Непрерывность f эквивалентна монотонному возрастанию.

Таким образом, для Х и f выполнены условия теоремы Тарского, откуда следует существование неподвижной точки.

Список используемых источников

1.  Общая топология. Основные структуры. - М., 1958.

2.  Вулих в теорию полуупорядоченных пространств. - М., 1961.