涂金基,謝利紅
(1.江門職業(yè)技術學院 數學教研室,廣東 江門 529000;2.五邑大學 數學與計算科學學院,廣東 江門 529020)
拓撲代數是目前國際上研究的熱點方向之一,拓撲群、仿拓撲群以及半拓撲群等是其中的主要研究對象.
定義1[1]12設(G,×)是一個抽象的群,τ是G上的一個拓撲,
1)如果群G上的乘法運算×:G×G→G關于拓撲τ是左連續(xù)的,則稱(G,τ)為左拓撲群;
2)如果群G上的乘法運算×:G×G→G關于拓撲τ是右連續(xù)的,則稱(G,τ)為右拓撲群;
3)如果群G上的乘法運算×:G×G→G關于拓撲τ是聯合連續(xù)的,則稱(G,τ)為仿拓撲;
4)設(G,τ)是一個仿拓撲群,如果G中的求逆運算也是連續(xù)的,則稱(G,τ)是一個拓撲群.
本文簡記(G,τ)為G.顯然每一個拓撲群都是一個仿拓撲群;每一個仿拓撲群都是一個左拓撲群和右拓撲群.
作為度量的推廣,Kramosil等[4]引入了模糊度量.研究表明,模糊度量在研究模糊結構方面是個強有力的工具[3,5-7];一些拓撲學家應用模糊度量研究拓撲群[8-10]時發(fā)現:某些特殊的模糊(擬)度量將使一些拓撲代數結構變成更強的拓撲結構.例如:
定理1[10]81設G是一個抽象群以及(M,*)是G上的一個左不變的模糊擬偽度量,如果(G,M,*)是一個模糊擬偽度量右拓撲群,那么(G,M,*)是一個模糊仿拓撲群.
本文主要研究抽象群上由一些特殊的模糊(擬)偽度量誘導的拓撲.下面介紹本文用到的定義和符號.
定義2設X是一非空集合,d:X×X→[0,+∞)是一個函數:
1)若d滿足:i)對任意的x∈X有d(x,x)=0和ii)對任意的x,y,z∈X有d(x,z)≤d(x,y)+d(y,z),則稱d是X上的一個擬偽度量;
2)如果d是X上的一個擬偽度量且滿足:iii)對任意的x,y∈X有d(x,y)=0當且僅當x=y,則稱d是X上的一個擬度量;
3)如果d是X上的一個擬偽度量且滿足:iv)對任意的x,y∈X有d(x,y)=d(y,x),則稱d是X上的一個偽度量;
4)如果d是X上的一個偽度量且滿足上面的條件iii),則稱d是X上的一個度量.
設X是一非空集合,d是X上的一個擬偽度量,記其中對任意的x∈X,ε>0有:那么可知,τd是X上的一個拓撲,而且βd是τd的拓撲基.
定義3[11]318如果二元運算*:[0,1]×[0,1]→[0,1]滿足如下條件,則稱*是一個連續(xù)的t-模:
1)*滿足結合律和交換律;2)*是連續(xù)的;3)對任意的a∈[0,1]有a*1=a;4)對任意的a,b,c,d∈[0,1],如果有a≤c,b≤d,則有a*b≤c*d.
已知對于任意的連續(xù)t-模*有:*≤?,其中?是如下定義的連續(xù)t-模:
定義4[2]30設X是一集合,*一個連續(xù)t-模以及M是X×X×[0,+∞)上的一個模糊集,如果對于任意的x,y,z∈X和t,s>0有(M,*)滿足:1)M(x,y,0)=0;2)M(x,x,t)=1;3)M(x,z,t+s)≥M(x,y,t)*M(y,z,s);4)M(x,y,_):[0,+∞)→[0,1]是左連續(xù)的,則稱(M,*)是X上的一個模糊擬偽度量;如果(M,*)還滿足:5)M(x,y,t)=M(y,x,t)對任意的x,y∈X和t>0,則稱(M,*)是X上的一個模糊偽度量.
定義5[10]80設(M,*)是群G上的一個模糊偽度量,對任意的a,x,y∈G和t>0,如果:
1)(M,*)滿足M(x,y,t)=M(ax,ay,t),則稱(M,*)是左不變的;
2)(M,*)滿足M(x,y,t)=M(xa,ya,t),則稱(M,*)是右不變的;
3)如果(M,*)既是左不變的,又是右不變的,則稱(M,*)是不變的.
定義6[2]31設X是一集合,(M,*)是X上的一個模糊(擬)偽度量,那么稱(X,M,*)為一個模糊(擬)偽度量空間.
設(X,M,*)是一個模糊(擬)偽度量空間,記其中對任意的有:
引理1[8]110設(X,M,*)是一個模糊擬偽度量空間,那么τM是X上的一個拓撲,而且βM構成τM的一個拓撲基.
定理2設G是一個抽象群,(M,*)是G上的一個模糊擬偽度量,則:
1)如果(M,*)是左不變的,那么(G,τM)是一個左拓撲群;
2)如果(M,*)是右不變的,那么(G,τM)是一個右拓撲群;
3)如果(M,*)是不變的,那么(G,τM)是一個仿拓撲群.
證明設e是群G的單位元,記Be={M(e,ε,t):ε∈(0,1),t>0}.
1)根據引理1可知τM是G上的一個拓撲,下面證明群的乘法運算關于τM是左連續(xù)的.任取x,y∈G和包含xy的一個開集U,根據引理1,則存在某一ε∈(0,1)和t>0有xy∈BM(xy,ε,t)?U.又因為M是左不變的,因此有xBM(y,ε,t)=BM(xy,ε,t)?U,顯然BM(y,ε,t)是y的開鄰域,因此證明了群G的乘法運算關于τM是左連續(xù)的,從而(G,τM)是一個左拓撲群.類似可證2).
3)根據引理1可知τM是G上的一個拓撲,下面證明群的乘法運算關于τM是聯合連續(xù)的.任取x,y∈G和包含xy的一個開集U,根據引理1,則存在某一ε∈(0,1)和t>0有xy∈BM(xy,ε,t)?U.因為t-模*是連續(xù)的,所以對于上面的ε可以找到ε0∈(0,1)滿足(1-ε0)*(1-ε0)>1-ε.
從而xy∈BM(e,ε,t),這就證明了顯然是x的鄰域、是y的鄰域,下面只需證明即可.
注意到(M,*)既是左不變的又是右不變的,因此很容易驗證:對任意的成立,所以有:得證.
(X,d)是一個(擬)偽度量空間,定義X×X×[0,+∞)上的模糊集那么(Md,?)就是X上的一個模糊(擬)偽度量,從而對于任意的t-模*有(Md,*)是X上的一個模糊(擬)偽度量.已知在X上由(Md,*)誘導的拓撲τM和由d誘導的拓撲τd是一樣的,所以根據定理2很容易得到以下結論:
推論1設G是一個抽象群,d是G上的一個擬偽度量,則:
1)如果d是左不變的,那么(G,τd)是一個左拓撲群;
2)如果d是右不變的,那么(G,τd)是一個右拓撲群;
3)如果d是不變的,那么(G,τd)是一個仿拓撲群.
定理3設G是一個抽象群,(M,*)是G上的一個模糊偽度量,如果(M,*)是不變的,那么(G,τM)是一個拓撲群.
證明因為每一個模糊偽度量都是一個模糊擬偽度量,因此根據定理2的3)可知(G,τM)是一個仿拓撲群.下面只需證明G中的求逆運算是連續(xù)的.
任取x∈G以及包含x-1的開鄰域U.根據引理1,則存在某一ε∈(0,1)和t>0有x-1∈BM(x-1,ε,t)?U.下面只需證明BM(x,ε,t)-1?U即可.任取z∈BM(x,ε,t),由于(M,*)是不變的模糊偽度量,從而有:
這就證明了BM(x,ε,t)-1?U,所以(G,τM)是一個拓撲群.
由定理3可以直接得到以下結論:
推論2設G是一個抽象群,d是G上的一個偽度量,如果d是不變的,那么(G,τd)是一個拓撲群.