một số bài toán về poset tôpô trên một tập cố định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH





Trần Thanh Phong





MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ POSET TÔPÔ
TRÊN MỘT TẬP CỐ ĐỊNH




Chuyên ngành: Hình học và Tôpô
Mã số: 60 46 10



LUẬN VĂN THẠC SĨ TOÁN HỌC



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN HÀ THANH

Thành phố Hồ Chí Minh – 2010

THƯ
VIỆN
LỜI CÁM ƠN

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Nguyễn Hà
Thanh. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy - người đã từng bước hướng dẫn tác
giả phương pháp nghiên cứu đề tài cùng những kinh nghiệm thực hiện đề tài, cung cấp nhiều
tài liệu và truyền đạt những kiến thức quí báu trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Chân thành cám ơn quý thầy trong tổ Hình học, khoa Toán – Tin trường Đại học Sư
Phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp tác giả nâng cao trình độ chuyên môn và phương
pháp làm việc hiệu quả trong suốt quá trình học cao học.
Chân thành cám ơn quý thầy cô phòng Khoa học Công nghệ và Sau đại học đã tạo
điều kiện thuận lợi cho tác giả thực hiện luận văn này.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã vài lần liên lạc với các nhà toán học
nước ngoài, đặc biệt là giáo sư Offia T. Alas đã tận tình giải đáp các vấn đề liên quan. Xin
chân thành cám ơn giáo sư.
Chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu cùng các đồng nghiệp trường THPT Nguyễn Văn

Trỗi Tỉnh Tây Ninh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học cao học.
Xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình luôn động viên và tạo mọi
điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.
Sau cùng chân thành cám ơn các bạn cùng lớp với những trao đổi góp ý và động viên
tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

TP. HCM tháng 8 năm 2010
Tác giả
Trần Thanh Phong
MỞ ĐẦU



1. Lý do chọn đề tài
Vào năm 1936, Garnett Birkhoff đưa ra ý kiến cho rằng việc nghiên cứu tôpô là so sánh
hai tôpô khác nhau trên cùng một tập. Trong công trình của mình: “G. Birkhoff, On the
combination of topologies, Fund. Math. 26 (1936) 156-166”, Birkhoff mô tả rõ ràng sự so
sánh này bằng cách sắp xếp họ tất cả các tôpô trên một tập hợp cho trước và nhìn vào kết quả
được hình thành được gọi là dàn. Về bản chất, đây là sự so sánh hai tôpô, nghĩa là nếu

và


là hai tôpô trên cùng một tập hợp cho trước thì

thô hơn hoặc bằng với


nếu


là một
tập con của


. Đối với hai tôpô bất kì

và


trên tập hợp, có một tôpô
 


(kí hiệu chính
xác hơn là
 


) gọi tôpô lớn nhất được chứa trong hai tôpô

và


, có một tôpô
 


gọi là tôpô bé nhất chứa cả hai tôpô

và



. Dàn này có phần tử lớn nhất là tôpô rời
rạc và phần tử nhỏ nhất là tôpô thô (tôpô chí có tập rỗng và chính tập hợp đang xét). Dàn của
tất cả các tôpô trên một tập được gọi là dàn đầy đủ, tức là có một tôpô lớn nhất được chứa
trong mỗi phần tử của một họ các tôpô và có một tôpô nhỏ nhất chứa mỗi phần tử của họ các
tôpô.
Các bài toán về dàn các tôpô được nhiều nhà Toán học quan tâm vào những năm 60 của
thế kỉ trước. Chẳng hạn như công trình của N.Smythe và C.A. Wilkins về các không gian
Hausdorff cực tiểu và compact cực đại (1963); công trình của Anne K. Stiener về phần bù
trong các dàn tôpô
1
T
, cấu trúc và phần bù trên dàn các tôpô (1966); công trình của A. R.
Padmanabhan và B.V. Rao về Idean trên dàn các tôpô (1969)…Đặc biệt là vào năm 1967,
Garnett Birkhoff đã cho xuất bản quyển sách “lý thuyết dàn”. Đến năm 1975, Roland E.
Larson và Suan J. Andima đã khảo sát và tổng hợp đầy đủ về dàn của các tôpô. Do đó, công
trình này được nhiều nhà toán học quan tâm, nó dùng làm tài liệu tra cứu rất hữu ích trong
quá trình nghiên cứu dàn của các tôpô.
Trong quá trình nghiên cứu về dàn các tôpô, ta thấy có khái niệm về poset (partially
ordered set) của các tôpô. Và gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu về poset của các
tôpô. Ví như D.W. McIntyre và W.S. Watson (2004) quan tâm đến các khoảng vô hạn trong
poset của các tôpô có số chiều 0, các tôpô Tychonoff, các tôpô chính quy; Offlia T. Alas và
Richard G.Wilson (2004) quan tâm về tôpô dưới và tôpô trên trong dàn của các tôpô
1
T
.
Nathan Carlson (2007) quan tâm về tôpô dưới và tôpô trên của poset của các tôpô
2
T

.
Bài toán về poset tôpô được nhiều nhà toán học quan tâm và còn rất nhiều bài toán mở.
Nghiên cứu các bài toán về poset tôpô là vấn đề mang tính thời sự. Đề tài nghiên cứu của
chúng tôi đặc biệt quan đến vấn đề này với tên đề tài là “MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ POSET
TÔPÔ TRÊN MỘT TẬP CỐ ĐỊNH” nhằm nghiên cứu một số vấn đề được quan tâm
trong thời gian gần đây.
2. Mục đích
Nghiên cứu poset của tôpô Hausdorff (
2
T
) trên một tập cố định.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu các bài toán về tôpô dưới và tôpô trên trong các poset của các tôpô
2
T
.
Tìm các ví dụ cụ thể đối với các tôpô dưới và tôpô trên.
4. Ý nghĩa khoa học thực tiễn
Nghiên cứu và trình bày chứng minh một số bài toán về tôpô dưới và tôpô trên góp
phần hoàn thiện các tính chất trong poset của tôpô
2
T
, dàn của các tôpô
1
T
, dàn của các
tôpô.
5. Cấu trúc luận văn
Nội dung của bản luận văn bao gồm phần mở đầu, ba chương và phần kết luận. Phần
chính của luận văn được tập trung ở chương 2, 3. Cụ thể:

Phần mở đầu: Giới thiệu khái quát về đề tài.
Chương 1: Nêu khái niệm poset, dàn và nhắc lại một số kiến thức về tôpô đại cương.
Chương 2: Nêu dàn của các tôpô
1
T
, nêu poset của các tôpô
2
T
, trình bày mở đầu về
tôpô dưới và tôpô trên trong
2
( )
X

.
Chương 3: Trình bày kiến thức: một tôpô không cực tiểu trong
2
( )
X

thuộc CH
không phải là tôpô trên và cho các ví dụ về tôpô trên.
Phần kết luận: Đưa ra những nhận xét và các vấn đề mở cần tiếp tục nghiên cứu sau
đề tài.
Chương 1. CÁC KIẾN THỨC CHUẨN BỊ


Trong chương này, luận văn trình bày lại các kiến thức tôpô đại cương có liên quan đến
các chương sau và mở đầu về khái niệm dàn trên tập hợp. Ở đây, các định lí, các hệ quả, các
bổ đề và các kết quả chỉ phát biểu chứ không chứng minh. Chúng được dùng làm cơ sở lý

thuyết phục vụ đề tài.
1.1. Một số kiến thức về lý thuyết tập hợp
1.1.1. Tập hợp được sắp
1.1.1.1. Thứ tự bộ phận và tập được sắp bộ phận (poset)
Quan hệ R trên tập hợp X được gọi là một thứ tự bộ phận nếu thỏa các tính chất sau:
(i) Phản xạ:
,
xRx x X
 
,
(ii) Phản đối xứng: Nếu
  
vaø thì , ,
xRy yRx x y x y X
,
(iii) Bắc cầu: Nếu
 
vaø thì , , ,
xRy yRz xRz x y z X
.
Tập hợp X cùng với một thứ tự bộ phận R được gọi là một tập hợp được sắp bộ phận
(viết tắt là poset) và được ký hiệu (X, R).
Thứ tự bộ phận thường được ký hiệu là  và poset được ký hiệu là


,
X

.
1.1.1.2. Phần tử cực tiểu, cực đại

Cho poset


,
X

, phần tử
a X

được gọi là phần tử cực tiểu nếu trong
X
không có
phần tử
x
nào sao cho
x a

. Phần tử
b X

được gọi là phần tử cực đại nếu trong
X
không
có phần tử
x
nào sao cho
b x

.
Một poset có thể không có, có thể có một hoặc có nhiều phần tử cực tiểu hay cực đại.

1.1.1.3. Cận dưới, cận trên
Cho poset


,
X

,
A X

.
Phần tử
a X

được gọi là phần tử cận dưới của
A
nếu
a x

với
x A
 
.
Phần tử
b X

được gọi là phần tử cận trên của
A
nếu
x b


với
x A
 
.
Nếu
A
có cận dưới thì
A
được gọi là bị chặn dưới. Nếu
A
có cận trên thì
A
được gọi
là bị chặn trên. Nếu
A
bị chặn dưới và bị chặn trên thì
A
được gọi là bị chặn.
1.1.1.4. Phần tử bé nhất, lớn nhất
Cho


,
X

là một poset và

A X
.

Phần tử a


a A

được gọi là phần tử bé nhất (phần tử đầu tiên) của A nếu
a A

và
,
a x x A
  
.
Phần tử b


b A

được gọi là phần tử lớn nhất (phần tử cuối cùng) của A nếu
b A

và
,
x b x A
  
.
1.1.1.5. Cận dưới lớn nhất, cận trên nhỏ nhất
Cho poset



,
X

, giả sử
A
là tập hợp con của
X
và
A
có cận dưới. Nếu tập hợp các
cận dưới của
A
có phần tử lớn nhất

thì

được gọi là cận dưới lớn nhất và kí hiệu là
inf
A


. Nếu
A
có cận trên và tập hợp các cận trên của
A
có phần tử bé nhất

thì


được gọi là cận trên bé nhất và ký hiệu
Sup
A


.
1.1.1.6. Tập được sắp tốt:
Tập được sắp bộ phận


,
X

được gọi là được sắp tốt nếu mọi tập hợp con không rỗng
của X đều có phần tử bé nhất.
Tập hợp các số tự nhiên với quan hệ

thông thường là một tập được sắp tốt. Dựa vào
các tính chất đó của tập hợp các số tự nhiên người ta đã xây dựng một phương pháp chứng
minh được sử dụng rộng rãi, đó là phương pháp quy nạp toán học (còn gọi là phương pháp
quy nạp hữu hạn).
Chúng ta có thể có một phương pháp tương tự bằng cách thay tập hợp các số tự nhiên
bởi một tập hợp được sắp tốt bất kỳ. Phương pháp đó được gọi là phương pháp quy nạp siêu
hạn.
1.1.2. Tiên đề chọn
1.1.2.1. Tiên đề chọn
Giả sử


i

i I
A

là một họ không rỗng các tập hợp không rỗng. Lúc đó tồn tại một ánh xạ
f
từ
I
vào
i I i
A


sao cho
( )
i
f i A

.
1.1.2.2. Định lí ( Zermelo)
Mọi tập hợp đều có thể được sắp tốt.
1.1.2.3. Định lí (Zorn)
Giả sử
( , )
X

là poset không rỗng sao cho mỗi tập hợp con được sắp tuyến tính của
X

đều có cận trên (cận dưới) trong
X

. Lúc đó
X
có phần tử cực đại (cực tiểu).
1.1.3. Lực lượng của tập hợp
Cho các tập X và Y. Nếu tồn tại một đơn ánh
:
f X Y

thì ta viết

X Y
; nếu tồn tại
một song ánh
:
f X Y

thì ta viết

X Y
; nếu tồn tại một đơn ánh
:
f X Y

nhưng
không tồn tại một song ánh từ X lên Y thì ta viết

X Y
.
Ta gọi
X

là lực lượng của tập X.
Hiển nhiên
X Y

thì

X Y
.
1.1.4. Tập đếm được
Một tập X là tập đếm được nếu

X

.
Như vậy, X là tập đếm được nếu có một đơn ánh
:


f X
hoặc có một toàn ánh
:


g Y

Mọi tập hữu hạn là đếm được. Ta kí hiệu

X n
nếu



1,2, ,

X n

0
 

Trong trường hợp này ta có thể hiểu
X
là số phần tử của X.
1.1.5. Tập có lực lượng continuum
1.1.5.1. Định nghĩa
Một tập hợp vô hạn không tương đương tập hợp các số tự nhiên được gọi là tập hợp
không đếm được.
1.1.5.2. Định lí
Tập hợp các điểm trên
[0,1]
là không đếm được.
1.1.5.3. Định nghĩa
Một tập hợp tương với tập hợp các điểm trên
[0,1]
là một tập hợp có lực lượng
continuum.
Kí hiệu:
[0,1]
c


1.1.6. Giả thiết continuum

Những tập hợp điểm không đếm được quan trọng trên đường thẳng, trong đó có bản
thân đường thẳng đều là những tập hợp có lực lượng continuum. Một vấn đề tự nhiên được
đặt ra là: trên đường thẳng tồn tại hay không những tập hợp không đếm được là tập hợp có
lực lượng continuum, nói cách khác tồn tại hay không một tập hợp
A
sao cho
A
 
 

Quá trình tìm câu trả lời cho câu hỏi đã dẫn đến giả thiết sau đây thường được gọi là giả
thiết continuum:
Không tồn tại một tập hợp
A
sao cho:
A
 
 

Định lí Cantor: Giả sử
X
là một tập hợp bất kì. Lúc đó
( )
X P X


1.1.7. Mở đầu về dàn (Lattice) trên tập hợp
1.1.7.1. Dàn
Một poset được gọi là dàn nếu hai phần tử bất kì trong tập hợp có một cận trên nhỏ nhất
và có một cận dưới lớn nhất. Trong đó:

Cận trên nhỏ nhất của


,
a b a b
 
(cái hợp của
a
và
b
)
Cận dưới lớn nhất là


,
a b a b
 
(cái giao của
a
và
b
)
Kí hiệu dàn với quan hệ thứ tự

là:
( , )
L


1.1.7.2. Ví dụ

Xét poset
( , )


; ở đó

là số tự nhiên và

là quan hệ nhỏ hơn hoặc bằng. Cho
,
a b


, ta có:
Cận trên nhỏ nhất của


, ( , )
a b a b Max a b
  
và
Cận dưới lớn nhất là


, ( , )
a b a b Min a b
  

Do đó:
( , )



là dàn.
1.1.7.3. Một số thuật ngữ và kí hiệu của dàn
Dàn được gọi là đầy đủ nếu như bất kỳ tập con nào của nó cũng có một cận trên nhỏ
nhất và có một cận dưới lớn
.
( , )
L

được gọi là dàn đối ngẫu của
( , )
L

.
( , )
A

được gọi là con của dàn
( , )
L

nếu
A L

và các cái hợp và cái giao hữu hạn
được bảo toàn.
( , )
A


được gọi là con đầy đủ của dàn
( , )
L

cái hợp và cái giao bất kỳ được
bảo toàn.
Cách nói “ a phủ b” trong dàn
( , )
L

hàm ý rằng
b a

và
b c a
 
thì
b c

hoặc
c a

.
Phần tử hay tập hợp nhỏ nhất của dàn được ký hiệu là O và phần tử hay tập hợp lớn
nhất được ký hiệu là I.
Một nguyên tử là một phần tử phủ phần tử nhỏ nhất. Dàn được gọi là nguyên tử nếu mọi
phần tử ngoài O đều có thể được biểu diễn dưới dạng cái hợp của các nguyên tử.
Phản nguyên tử là một phần tử được phủ trong I. Dàn được gọi là phản nguyên tử nếu
mọi phần tử khác I đều có thể được biểu diễn dưới dạng cái giao của các phần tử phản
nguyên tử.

Phần tử a được gọi là phụ bù của b trong dàn nếu
a b O
 
và
a b I
 
. Dàn được gọi
là được phụ bù nếu mọi phần tử đều có ít nhất một phần tử phụ bù của mình và được gọi là
được phụ bù duy nhất nếu như mọi phần tử đều có một phần tử phụ bù.
Dàn được gọi là phân phối nếu
( ) ( ) ( )
a b c a b a c
     
và
( ) ( ) ( )
a b c a b a c
     
, với mọi a, b, c trong dàn.
Một dàn được gọi modular nếu
a c

thì
( ) ( )
a b c a b c
    
.
Một dàn được gọi là nữa-modular trên khi và chỉ khi với hai phần tử phân biệt
a
và
b

trong
L
sao cho
a
và
b
đều phủ
c
thì
a b

phủ cả hai phần tử
a
và
b
. Một dàn được gọi
là nữa modular dưới khi và chỉ khi với hai phần tử phân biệt
a
và
b
trong
L
sao cho
a
và
b
đều được phủ trong
c
thì

a b

được phủ trong cả hai phần tử
a
và
b
.
Nếu
L
là dàn nguyên tử đầy đủ với
A
là tập hợp các nguyên tử thì
L
được gọi là cao
(tall) khi và chỉ khi với mọi
P A

, ở đó


p a a P
  
,




, , , va thì
a a A a p B P B A a b B øc a b c B
        



Một ánh xạ từ dàn
L
vào dàn
K
được gọi là đồng cấu dàn nếu nó bảo toàn hữu hạn cái
giao và cái hợp. Ánh xạ nói trên được gọi là đồng cấu đầy đủ nếu nó bảo toàn cái hợp và cái
giao bất kì. Một đẳng cấu dàn là một đồng cấu dàn 1-1.
Một dàn
( , )
L

được gọi là tự đối ngẫu nếu nó đẳng cấu dàn với
( , )
L

.
1.2. Không gian mêtric
1.2.1. Không gian mêtric
Cho X là một tập. Một hàm
2
:
d X


là một mêtric trên X nếu thỏa mãn các điều kiện
sau:
(i)





, 0; , 0 ;
d x y d x y x y
   

(ii)




, ,
d x y d y x

;
(iii)






, , , , , ,
d x z d x y d y z x y z X
   
.
Không gian mêtric



,
X d
là một tập X cùng với một mêtric
d
trên X.
Nếu


,
X d
là một không gian mêtric thì mỗi
x X

gọi là một điểm và với mọi
,
x y X

ta gọi


,
d x y
là khoảng cách từ x đến y.
1.2.2. Khoảng cách
Cho A, B là hai tập con khác rỗng của không gian mêtric X.
Đặt
,
( , ) inf ( , )
x A y B
d A B d x y

 


Ta gọi số thực d(A, B) này là khoảng cách giữa hai tập hợp A và B.
Nếu A = {a} thì ta viết d(A, B) = d(a, B) và gọi là khoảng cách từ điểm a đến tập B.
Nếu A  B   thì d(A, B) = 0, nhưng điều ngược lại nói chung không đúng.
1.2.3. Không gian mêtric tích
Cho


,
X
X d
và


,
Y
Y d
là hai không gian mêtric tùy ý.
 


, ,
X Y x y x X y Y
    
là tích Descartes của X và Y.
Đặt















1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2
, , , , , , , , ,
X Y
d x y x y d x x d y y x x y y X Y
    

Khi đó d là một mêtric trên
X Y

.
Không gian mêtric


,
X Y d

được gọi là không gian mêtric tích của hai không gian
mêtric X và Y.

1.3. Không gian tôpô
1.3.1. Tôpô. Không gian tôpô
1.3.1.1. Cho một tập X. Một họ

các tập con của X gọi là một tôpô trên X nếu thỏa mãn các
điều kiện sau:
(i) X và

thuộc

;
(ii) Hợp của tùy ý các tập thuộc

là thuộc

;
(iii) Giao của hữu hạn các tập thuộc

là thuộc

.
1.3.1.2. Ví dụ
1. Với mọi tập X,
(X)

là một tôpô trên X, gọi là tôpô rời rạc. Tập X cùng với tôpô rời
rạc gọi là không gian rời rạc.
2. Với mỗi tập X, họ



,
X

là một tôpô trên X, gọi là tôpô tầm thường hay tôpô phi rời
rạc. Tập X với tôpô tầm thường gọi là không gian tầm thường.
3. Với mọi không gian mêtric (X,d), họ các tập mở theo mêtric
d
là một tôpô trên X.
Tôpô này gọi là tôpô sinh bởi mêtric d. Không gian mêtric X luôn được coi là không gian
tôpô với tôpô sinh bởi mêtric.
Tôpô sinh bởi mêtric thông thường trên

gọi là tôpô thông thường.
4. Với mọi tập vô hạn X, họ bao gồm tập

và tất cả các tập con G của X có X \ G đếm
được, là một tôpô trên X. Tôpô này gọi là tôpô Zariski.
5. Với mọi tập không đếm được X, họ bao gồm tập

và tất cả các tập con G của X có
\
X G
đếm được, là một tôpô trên X.
1.3.2. Cơ sở
1.3.2.1. Cơ sở
Cho

là một tôpô trên X. Một họ

của


gọi là một cơ sở của

nếu mọi tập thuộc


đều bằng hợp của một họ các tập thuộc

. Nói cách khác, họ con

của

là cơ sở của


nếu mọi
G


mọi
x G

tồn tại
V


sao cho
x V G
 
.

Không gian tôpô gọi là thỏa mãn tiên đề đếm được thứ hai nếu tôpô của nó có một cơ
sở đếm được.
1.3.2.2. Ví dụ
1. Tôpô thông thường trên

có cơ sở là họ tất cả các khoảng


,
a b
với a, b là số hữu
tỉ, a < b. Như vậy

với tôpô thông thường thỏa mãn tiên đề đếm được thứ hai.
2. Trong không gian mêtric, họ tất cả các hình cầu mở
1
,
B x
n
 
 
 
,
,
x X n
 

là một cơ
sở.
1.3.3. Lân cận, cơ sở lân cận

1.3.3.1. Lân cận
Cho X là một không gian tôpô và
x X

. Tập con V của X được gọi là một lân cận của
điểm x nếu tồn tại tập mở G sao cho
x G V
 
. Nếu lân cận V của x là tập mở thì V là lân
cận mở của x.
1.3.3.2. Cơ sở lân cận
Một họ 
x
các lân cận của x gọi là một cơ sở lân cận của x nếu mọi lân cận V của x đều
tồn tại lân cận U

x
sao cho U  V.
Không gian tôpô X gọi là thỏa mãn tiên đề đếm được thứ nhất nếu mọi điểm
x X

đều
có một cơ sở lân cận đếm được.
1.3.3.3. Ví dụ
1.




,

a b a b

là lân cận của một điểm tùy ý của


,
a b
trên đường thẳng thực.
2. Họ tất cả các tập mở chứa x là một cơ sở lân cận của x.
3. Trong không gian mêtric, tại mỗi điểm x, họ các hình cầu mở tâm x, bán kính
1
,
n N
n

là cơ sở lân cận của x. Như vậy mọi không gian mêtric đều thỏa mãn tiên đề đếm
được thứ nhất.
4. Trong không gian rời rạc, tập một điểm


x
là cơ sở lân cận của điểm x.
1.3.4 Phần trong và bao đóng
Cho X là một không gian tôpô và A là tập con của X.
Ta gọi phần trong của A là hợp của tất cả các tập mở được chứa trong A, kí hiệu là
Int
A
.
Từ định nghĩa ta có:
Int

A
là tập mở lớn nhất chứa trong A;
A B

thì
Int Int

A B
và A
mở nếu và chỉ nếu
Int

A A
.
Ta gọi bao đóng của A là giao của tất cả các tập đóng chứa A, kí hiệu là
Cl
A
. Từ định
nghĩa ta có
Cl
A
là tập đóng nhỏ nhất chứa A;
A B

thì
Cl Cl

A B
và A đóng nếu và chỉ
nếu

Cl

A A
.
Tập con D gọi là trù mật trong X nếu
Cl

D X
. Không gian X gọi là khả li nếu nó có
một tập con đếm được trù mật.
Tập con A của X gọi là không đâu trù mật nếu
IntCl
 
A
.
1.3.5. Ánh xạ liên tục
1.3.5.1. Định nghĩa
Cho
X
và
Y
là các không gian tôpô. Ánh xạ
:
f X Y

được gọi là liên tục tại
x X


nếu mọi lân cận

V
của


f x
trong
Y
đều tồn tại lân cận
U
của x trong
X
sao cho


.
f U V


Một ánh xạ gọi là liên tục trên X nếu nó liên tục tại mọi xX.
1.3.5.2. Định lí
Nếu
:
f X Y

và
:
g Y Z

là các ánh xạ liên tục thì
g f


liên tục.
1.3.5.3. Định lí
Với mọi ánh xạ
: ,
f X Y

các điều kiện sau đây là tương đương.
)
a
f
liên tục;
)
b


1
f G

mở trong
X
với mọi tập
G
mở trong
;
Y

)
c



1
f G

mở trong
X
với mọi tập
G
thuộc một cơ sở của
;
Y

)
d


1
f G

mở trong
X
với mọi tập
G
thuộc một tiền cơ sở của
;
Y

)
e



Cl Cl ( )

f A f A
với mọi tập con
A
của
.
X

1.3.6. So sánh hai tôpô
1.3.6.1. Định nghĩa
Cho hai tôpô
1

và
2

trên cùng một tập hợp
,
X
ta bảo
1

là mịn hơn
2

(hay
2


là thô
hơn
1

) nếu, kí hiệu
i
X
là tập hợp
X
với tôpô


1,2 ,
i
i


ánh xạ đồng nhất
1 2
X X

là
liên tục. Nếu ngoài ra
1 2
 

ta bảo
1


là chặt chẽ mịn hơn
2

(và
2

là chặt chẽ thô hơn
1

).
Ta kí hiệu
1 2
,
X X


1 2
X X

và
1 2
X X

để chỉ rằng tôpô trên
2
X
là trùng với tôpô trên
1
,
X

tôpô trên
2
X
là mịn hơn hay trùng với tôpô trên
1
X
và tôpô trên
2
X
là chặt chẽ mịn hơn trên
1
.
X

Hai tôpô mà cái này mịn hơn cái kia là so sánh được với nhau.
1.3.6.2. Định lí
Cho hai tôpô
1

và
2

trên cùng một tập hợp
,
X
các khẳng định sau đây là tương
đương.
a)
1


mịn hơn
2
;


b) Với mọi
,
x X

mọi lân cận của
x
trong
2

là một lân cận của
x
trong
1
;


c) Mọi tập con mở của
X
trong
2

là mở trong
1
.



1.3.7. Ánh xạ mở, ánh xạ đóng, phép đồng phôi
1.3.7.1. Định nghĩa phép đồng phôi
Cho
,
X Y
là các không gian tôpô. Ánh xạ
:
f X Y

được gọi là một phép đồng phôi
hay ánh xạ tôpô nếu
f
là song ánh, liên tục và
1
f

liên tục.
1.3.7.2. Định nghĩa ánh xạ mở, ánh xạ đóng
Cho X, Y là các không gian tôpô.
Ánh xạ
:
f X Y

được gọi là mở (hay ánh xạ mở) nếu mọi tập
G
mở trong X thì



f G
mở trong
.
Y

Ánh xạ
:
f X Y

được gọi là đóng (hay ánh xạ đóng) nếu mọi tập F đóng trong
X

thì


f F
đóng trong
.
Y

Nếu
:
f X Y

là một đơn ánh và


:
f X f X
 là một phép đồng phôi thì

f
gọi là
một phép nhúng đồng phôi từ
X
vào
.
Y

1.3.7.3. Định lí
Cho f : X  Y là song ánh liên tục. Khi đó các điều kiện sau là tương đương.
( )
a
f là phép đồng phôi;


b
f là ánh xạ mở;


c
f là ánh xạ đóng.
1.4. Sự hội tụ
1.4.1. Lọc và cơ sở
1.4.1.1. Lọc
Giả sử
X
là một tập hợp. Một lọc trên
X
là một họ con không rỗng


các các tập con
của
X
sao cho
F
1
. Mọi tập con của
X
chứa một tập thuộc

cũng thuộc

.
F
2
. Giao của mỗi họ hữu hạn các tập thuộc

cũng thuộc

.
F
3
. Mọi tập thuộc

đều không rỗng.
1.4.1.2. Cơ sở
Giả sử

là một lọc trên
X

. Một họ

các tập con của
X
được gọi là cơ sở của

nếu
(1)

 

(2) Với mọi tập
V


, tồn tại một tập
W


saoc cho
W V

.
Ta cũng nói rằng lọc các tập

sinh nên lọc

hoặc lọc

sinh bởi họ


.
1.4.3. Siêu lọc
Họ các lọc trên một tập không rỗng
X
có phần tử cực đại theo quan hệ bao hàm. Lọc
cực đại này được gọi là một siêu lọc. Như vậy, mỗi lọc

trên một tập
X
đều tồn tại một
siêu lọc trên
X
chứa

.
1.4.4. Điểm giới hạn, hội tụ
Giả sử
( , )
X

là không gian tôpô,

là một lọc trên
X
. Điểm
x X

được gọi là điểm
giới hạn của lọc


và lọc được gọi là hội tụ đến tới
x
nếu lân cận lọc
( )
x

tại
x
được
chứa trong lọc

. Nếu

là một cơ sở lọc trên
X
thì
x X

được gọi là điểm giới hạn của

và ta cũng nói cơ sở lọc

hội tụ tới
x
nếu lọc được sinh bởi

hội tụ tới
x
.

1.4.5. Điểm dính, bao dính
Cho
X
là một không gian tôpô,

là một lọc trên
X
. Một điểm
x
được gọi là điểm
dính của lọc

nếu
x
là điểm dính của mọi tập thuộc

. Bao dính của

, kí hiệu là
Adh

, là tập hợp tất cả các điểm dính của

, do đó
Adh Cl
A
A






.
Nếu

là một cơ sở của một lọc trên
X
, thì
x
được gọi là một điểm dính của

nếu nó
là điểm dính của lọc sinh bởi cơ sở

. Bao dính của

, kí hiệu là
Adh

là tập hợp tất cả
các điểm dính của nó.
1.5. Tiên đề tách
Không gian tôpô X gọi là T
0
- không gian nếu hai điểm x, y khác nhau bất kỳ thuộc X
đều có một lân cận của x không chứa y hoặc một lân cận của y không chứa x.
Không gian tôpô X gọi là T
1
- không gian nếu hai điểm x, y khác nhau bất kỳ thuộc X
đều có một lân cận của x không chứa y và một lân cận của y không chứa x.

Không gian tôpô X gọi là T
2
- không gian (hay không gian Hausdorff ) nếu hai điểm x, y
khác nhau bất kỳ thuộc X, tồn tại lân cận U của x và lân cận V của y sao cho
U V
  
.
Không gian tôpô X gọi là T
3
- không gian (hay không gian chính qui) nếu X là T
1
- không
gian và với mọi tập con đóng F của X không chứa x, tồn tại các tập con mở U và V sao cho
,
x U F V
 
và
U V
  
.
Không gian tôpô X gọi là
1
3
2
T
- không gian (hay không gian hoàn toàn chính qui) nếu X
là T
1
- không gian và với mọi
x X


, mọi tập con đóng F của X không chứa x, tồn tại một
hàm liên tục


: 0,1
f X 
sao cho f(x)=0 và f(y)=1 với mọi
y F

.
Không gian hoàn toàn chính qui gọi là không gian Tikhonov.
Không gian tôpô X gọi là T
4
- không gian ( hay không gian chuẩn tắc) nếu X là T
1
-
không gian và hai tập con đóng A, B bất kì không giao nhau trong X, tồn tại các tập mở U và
V sao cho
,
A U B V
 
và
U V
  
.
Ta gọi T
0
, T
1

, T
2
, T
3
,
1
3
2
T
, T
4
là các tiên đề tách.
Nhận xét.
j
T
- không gian 
i
T
- không gian với
.
j i


1.6. Không gian compact
1.6.1. Định nghĩa phủ, phủ mở, phủ hữu hạn:
Cho X là không gian tôpô, tập A  X. Một họ {V

}
I
các tập con của X được gọi là một

phủ của A nếu





I
A V

Khi đó:
- Nếu V

là tập mở, I thì {V

}
I
được gọi là một phủ mở của A.
- {V

}
I
là một phủ của A cũng có thể nói A được phủ bởi họ {V

}
I

- Nếu I là tập hữu hạn thì {V

}


I
được gọi là một phủ hữu hạn của A.
1.6.2. Định nghĩa phủ con, phủ con hữu hạn:
Cho X là không gian tôpô, tập A  X và {V

}

I
là một phủ của A. Nếu J  I mà
{V

}

J
cũng là một phủ của A thì {V

}

J
được gọi là một phủ con của {V

}

I
. Nếu tập J
hữu hạn thì {V

}

J

được gọi là phủ con hữu hạn của {V

}

I

1.6.3. Định nghĩa không gian compact:
Một không gian tôpô được gọi là không gian compact nếu mọi phủ mở của nó đều có
chứa phủ con hữu hạn.
Tập con A của không gian tôpô (X,

) được gọi là tập compact nếu (A,

A
) là một không
gian compact, với

A
là tôpô cảm sinh bởi tôpô

trong X.
Một cách tương đương:
Tập con A trong không gian tôpô X được gọi là tập compact nếu mọi phủ mở của A đều
có chứa phủ con hữu hạn.
Nhận xét:
- Hợp của hữu hạn các tập compact của một không gian tôpô là tập compact.
- Cho X là không gian compact, Y là không gian tôpô thì phép chiếu

Y : X  Y  Y
là ánh xạ đóng.

1.6.4. Định lý:
a) Tập con đóng của không gian compact là tập compact.
b) Tập con compact của không gian compact là tập đóng.
c) Không gian compact, Hausdorff là không gian chuẩn tắc.
d) Cho ánh xạ f : X  Y liên tục và A là tập con compact trong X. Thì f(A) là tập con
compact trong Y.
e) Nếu f : X  Y là song ánh liên tục, X là compact và Y là Hausodrff thì f là phép đồng
phôi.
1.6.5. Không gian compact địa phương
1.6.5.1. Định nghĩa
Không gian tôpô X được gọi là compact địa phương nếu điểm
x X

có một lân cận
compact.
1.6.5.2. Ví dụ
1. Không gian compact tùy ý.
2. Không gian rời rạc tùy ý.
3.
n


Chú ý : Nếu X là không gian compact địa phương và
A X

thì không nhất thiết không gian
con A là compact địa phương. Chẳng hạn,

là compact địa phương và


 
nhưng
không gian con

không là compact địa phương.
1.6.5.3. Định lý 1
Cho X là một không gian Hausdorff compact địa phương. Khi đó
a) Mọi
x X

và mọi lân cận mở
U
của
x
, tồn tại một lân cận compact

của
x
sao
cho

U

.
b) Mọi tập compact
K
của
X
và mọi tập mở
U

chứa
K
, tồn tại một tập mở
V
sao
cho
K V V U
  
và
V
là tập compact.
1.6.5.2. Định lý 2
Không gian Hausdorff compact địa phương là hoàn toàn chính quy.
1.6.6. Compact hóa
Các không gian compact là những không gian tôpô quan trọng nhất. Vì vậy một vấn đề
lý thuyết được đặt ra là: cho một không gian không compact X, có hay không một không
gian compact Y sao cho X là một không gian con trù mật khắp nơi trong Y?
1.6.6.1. Định nghĩa:
Cho không gian X không compact. Không gian compact Y cùng với ánh xạ h : X  Y
sao cho h là phép đồng phôi từ X lên h(X) và h(X) trù mật khắp nơi trong Y được gọi là một
compact hóa của không gian X.
Chú thích:
Ánh xạ h : X  Y (với X, Y là các không gian) được gọi là phép nhúng X vào Y nếu h : X
 h(X) là phép đồng phôi.
1.6.6.2. Compact hóa Alexanderov:
Compact hóa Alexanderov là compact hóa đơn giản nhất một không gian không
compact X bằng một điểm. Ta xây dựng như sau:
i) Thêm vào X một điểm tùy ý không thuộc X mà ta ký hiệu là .
ii) Xác định trên Y := X  {} một họ


= {U  Y  U là tập mở trong X hoặc Y \ U là
tập con đóng và compact của X}. Thì

là tôpô trên Y.
iii) Ta ký hiệu: X * = (Y,

).
Hiển nhiên ánh xạ nhúng i: X  X * là phép nhúng.
1.6.6.3. Định lý:
a) Nếu X không compact thì (X *, i) là compact hóa của X.
b) Đường thẳng thực mở rộng
    
 
{ , }
với ánh xạ nhúng

 
:
i
là một
compact hóa của đường thẳng thực .
1.6.7. Không gian compact đếm được
1.6.7.1 Định nghĩa
Không gian tôpô X được gọi là compact đếm được nếu mỗi phủ mở đếm được của X có
chứa phủ con hữu hạn.
Nhận xét: Hiển nhiên mọi không gian compact đều compact đếm được.
1.6.7.2 Định lý
Nếu X thỏa mãn tiên đề đếm được thứ hai và compact đếm được thì X là compact.
1.7. Sự mêtric hóa
1.7.1. Tôpô sinh bởi mêtric

1.7.1.1. Hình cầu, mặt cầu
Cho không gian mêtric


,
X d
, điểm
0
x X

và số thực
0
r

.
Hình cầu mở tâm x
0
bán kính r là tập
 


0 0
, ( , )
B x r x X d x x r
   

Hình cầu đóng tâm x
0
bán kính r là tập
 



0 0
, ( , )
B x r x X d x x r

   

Mặt cầu tâm x
0
bán kính r là tập hợp
 


0 0
, ( , )
B x r x X d x x r
   

Hình cầu mở B(x
0
, r) được gọi là r- lân cận của điểm x
0
trong không gian mêtric


,
X d
.
1.7.1.2. Tôpô sinh bởi mêtric

Cho không gian mêtric (X, d). Ta xác định trong


,
X d
một tập hợp

các tập con của X
như sau:
 = {U  X  xU, r > 0 sao cho B(x, r)  U}.
Thì

là một tôpô trên X. Tôpô

xác định như trên gọi là tôpô sinh ra bởi mêtric d trên
X, các phần tử thuộc

được gọi là các tập mở trong


,
X d
.
1.7.2. Không gian mêtric hóa
1.7.2.1. Định nghĩa
Không gian tôpô X gọi là không gian mêtric hóa nếu trên X có một mêtric d sao cho
tôpô sinh bởi mêtric d trùng với tôpô xuất phát trên X.
1.7.2.2. Ví dụ
Mọi không gian rời rạc đều là không gian mêtric hóa (bởi mêtric rời rạc)
1.7.3. Khái niệm hữu hạn địa phương, rời rạc

1.5.3.1. Họ  các tập con của không gian tôpô được gọi là hữu hạn địa phương khi và chỉ khi
mỗi điểm của không gian có một lân cận chỉ cắt một số hữu hạn các phần tử của họ 
Họ  là

-hữu hạn địa phương khi và chỉ khi nó là hợp của một số hữu hạn các họ con
hữu hạn địa phương
1.7.3.2. Họ  các tập con của không gian tôpô được gọi là rời rạc nếu mỗi điểm của không
gian có một lân cận cắt nhiều nhất một phần tử của họ . Như vậy, một họ rời rạc là hữu hạn
địa phương.
Họ  là

-rời rạc khi và chỉ khi nó là hợp của một số hữu hạn các họ con rời rạc.
1.7.4. Cái mịn
1.7.4.1. Định nghĩa
Phủ  của tập hợp X được gọi là cái mịn của phủ  khi và chỉ khi mỗi phần tử của phủ
 được chứa trong phần tử nào đó của phủ .
1.7.4.2. Ví dụ
Trong không gian mêtric họ tất cả các hình cầu mở bán kính một nửa là cái mịn của họ
tất cả hình cầu mở bán kính một đơn vị.

CHNG 2: DN CA CC TễPễ, DN CA CC TễPễ T
1
, POSET
CA CC TễPễ T
2
TRấN TP HP.

Kớ hiu: Ê(X), Ê
1
(X),

2
( )
X

tng ng l dn ca cỏc tụpụ, dn ca cỏc tụpụ T
1
, poset
ca cỏc tụpụ T
2
trờn tp hp
X
. Trong chng ny, chỳng tụi s gii thiu dn ca cỏc tụpụ,
dn ca cỏc tụpụ T
1
v poset ca cỏc tụpụ T
2
. i vi Ê(X), Ê
1
(X), chỳng tụi phỏt biu li
trong [13] v khụng chng minh. Mc ớch ca chỳng tụi s nghiờn cu tụpụ di v tụpụ
trờn trong
2
( )
X

. T ú, a ra bi toỏn m v nú s c gii ỏp chng sau. C th
nh sau:


2.1. Dn ca cỏc tụpụ

2.1.1. Dn ca cỏc tụpụ
Cho X l mt tp hp, ly


Ê( ) laứ moọt toõpoõ treõn
X X


. Khi ú, Ê(X) l mt dn
theo tớnh bao hm tp hp. Phn t nh nht l tụpụ phi ri rc (indiscrete) v phn t ln
nht l tụpụ ri rc. Cn trờn nh nht ca hai tụpụ

v


l tụpụ sinh bi


,G G G G



, cn di ln nht l tụpụ



.
Nhn xột: Ê(X) l mt dn y .
2.1.2. Cỏc tớnh cht nguyờn t v phn nguyờn t.
Ê(X) l mt dn nguyờn t, cỏc nguyờn t l cỏc tụpụ cú dng

, ,
G X

, trong ú
G X


. Nu
X n

thỡ Ê(X) cha
2 2
n

nguyờn t. Nu
X
l vụ hn thỡ Ê(X) cha
2
X
nguyờn t.
Nu
l mt siờu lc trờn
X
v
x X

sao cho
x

, khi ú tụpụ


( , ) hayx G x G G



gi l siờu tụpụ.
Ê(X) l mt dn phn nguyờn t. Cỏc phn nguyờn t l cỏc siờu tụpụ. Nu
X n

thỡ
Ê(X) cha
( 1)
n n

phn nguyờn t. Nu
X
l vụ hn thỡ Ê(X) cha
2
2
X
phn nguyờn t.
2.1.3. Lc lng ca Ê(X)
Nếu
X
là tập vô hạn thì

2
£( ) 2
X
X 
.
Nếu
1,2,3,4,5,6
X 
hoặc 7 thì
£( ) 1, 4, 29, 355, 6.942, 209.527
X
hoặc 9.535.241.
Nếu
1
X n
 
thì
( 1)
2 £( ) 2
n n n
X

 

2.1.4. Cấu trúc dàn bất thường
Nếu
2
X

thì

£( )
X
là dàn không phân phối, không modular và cũng không phải là
nửa modular trên hay dưới.
Nếu
3
X

thì
£( )
X
không tự đối.
£( )
X
là dàn cao khi và chỉ chi
X
là hữu hạn.
2.1.4. Phép nhúng trong £(X)
Đối với dàn L bất kì thì sẽ tồn tại tập hợp X sao cho L có thể nhúng vào trong
£( )
X
.
2.1.5. Các cấu xạ trong £(X)
Nếu
2
X

thì
£( )
X

có các đồng cấu dàn bình thường. Nói cách khác, bất kì đồng cấu
dàn nào của
£( )
X
vào một dàn L có thể là đẳng cấu dàn hoặc L chỉ chứa một phần tử.
Nếu
X
chỉ chứa một hoặc hai phần tử hoặc
X
là vô hạn thì nhóm tự đẳng cấu dàn của
£( )
X
là đẳng cấu với nhóm đối xứng trên X . Nếu
X
là hữu hạn hoặc chứa nhiều hơn hai
phần tử thì nhóm tự đẳng cấu dàn của
£( )
X
là đẳng cấu với tích trực tiếp của nhóm đối xứng
trên
X
với nhóm hai phần tử.
Nếu

là một phản nguyên tử trong
£( )
X
thì

là T

1
khi và chỉ khi

không có phần tử
phụ bù cực đại trong
£( )
X
.
2.1.7. Phần phụ bù trong £(X)
£( )
X
là dàn được phụ bù.
Nếu
X
là vô hạn thì mọi tôpô trong
£( )
X
khác tôpô rời rạc và tôpô phi rời rạc có ít
nhất là
X
phần tử phụ bù trong
£( )
X
.
Nếu
X
là vô hạn thì tồn tại một tập con của
£( )
X
có lực lượng là

X
sao cho hai phần
tử bất kì của tập con đó là phụ bù của nhau.
2.2. Dàn của các tôpô T
1
trên tập X (£
1
(X))
Nghiên cứu sâu chuyên sâu về
1
£ ( )
X
chỉ ra rằng dàn này có cấu trúc khác với
£( )
X
.
2.2.1 Dàn của các tôpô T
1

Cho
1
£ ( )
X
là tập hợp tất cả các tôpô T
1
trên X và cho








, \ laø höõu haïn ,
G G X X G X
  
. Khi đó,
1
£ ( )
X
là dàn con đầy đủ của
£( )
X
. Phần tử
nhỏ nhất trong
1
£ ( )
X
là tôpô đối hữu hạn (cofinite)

và phần tử lớn nhất là tôpô rời rạc.
2.2.2. Các tính chất nguyên tử và phản nguyên tử
£
1
(X) có nguyên tử nhưng không phải là dàn nguyên tử. Các nguyên tử là các tôpô có
dạng


x



.

là một phản nguyên tử trong
1
£ ( )
X
khi và chỉ khi
{

 
G x G
hay
}
G


, ở đó
x X

và

là một siêu lọc không chính tắc trên
X
.
1
£ ( )
X
là một dàn phản nguyên tử.
2.2.3. Lực lượng của £

1
(X)
1
£ ( ) 1
X

nếu
X
tập hữu hạn và
2
1
£ ( ) 2
X
X 
nếu
X
là tập vô hạn.
2.2.4. Sự phụ bù trong £
1
(X)
1
£ ( )
X
là dàn không được phụ bù.
2.2.5. Tính modular của £
1
(X)
1
£ ( )
X

không có tính modular và do đó không có tính phân phân phối.
1
£ ( )
X
vừa là nửa modular trên và vừa là nửa modular dưới.
Bất kì khoảng không tầm thường trong
1
£ ( )
X
đều chứa một quan hệ phủ.
2.2.6. Phép nhúng trong £
1
(X)
Nếu L là dàn phân phối hữu hạn bất kì thì tồn tại tập
X
và các tôpô

và


trong
1
£ ( )
X
sao cho L đẳng cấu với khoảng giữa

và


.

2.2.7. Các cấu xạ trong £
1
(X)
Nếu
X
là tập hữu hạn thì nhóm các phần tử tự đẳng cấu của
1
£ ( )
X
đẳng cấu với nhóm
đối xứng trên
X
.
Nếu
X
là tập hữu hạn thì dàn các đồng cấu đầy đủ của
1
£ ( )
X
đẳng cấu với dàn các tập
con hữu hạn của
X
và tập
X
được xếp thứ tự theo tính bao hàm tập hợp.
2.3. Poset của các tôpô T
2
trên tập hợp X
Bây giờ, chúng tôi sẽ nghiên cứu các tôpô dưới và tôpô trên của
2

( )
X

nhưng trước hết
tìm hiểu
2
( )
X

là gì? Và các kiến thức có liên quan. Cụ thể như sau:
2.3.1.
2
( )

X
và nhận xét
2.3.1.1.
2
( )

X
là poset của tất cả các tôpô Hausdorff trên tập hợp
X
.
2.3.1.2. Nhận xét:
2
( )

X
không phải là dàn vì cận dưới đúng không tồn tại. Rõ ràng tôpô rời rạc bao hàm

các tôpô T
2
nhưng không có tôpô T
2
được chứa trong tất cả các tôpô T
2
còn lại. Các tôpô cực
tiểu trong
2
( )

X
được kí hiệu là tôpô Hausdorf cực tiểu.
2.3.2. Mở đầu về tôpô dưới và tôpô trên trong
2
( )

X

Trong
2
( )
X

, một “bước nhảy” có thể xảy ra giữa hai tôpô mà trong đó không tôpô
nào nằm ngặt ở khoảng giữa. Trong trường hợp này, tồn tại các tôpô
 

trong
2

( )
X


sao cho
  
 
thì
 

hay
 

. Chúng tôi gọi

là tôpô dưới và

là tôpô trên.
Tôpô dưới và tôpô trên trong
1
£ ( )
X
được định nghĩa tương tự và được quan tâm bởi hai nhà
toán học: Offlia T. Alat và Richard G. Wilson. Hai nhà toán học này đưa ra một đặc điểm
mạnh của tôpô dưới bằng cách sử dụng điểm cực đại. Một điểm p điểm cực đại của một
không gian với tôpô

nếu p không bị cô lập và khi
U



và
Cl
p U


thì


U p

 
.
2.3.2.1.Định nghĩa
Một tôpô Hausdorff là Hausdorff cực tiểu khi và chỉ khi nó không bao hàm một tôpô
Hausdorff thô ngặt hơn nào.
2.3.2.2. Định nghĩa
Không gian Haurdorff
Y
là không gian H-đóng nếu nó là tập con đóng và được nhúng
vào trong mọi không gian Hausdorff
2.3.2.3. Định nghĩa
Một không gian là nửa chính quy nếu các tập mở chính quy tạo thành một cơ sở. Tôpô
được sinh bởi các tập mở chính quy của không gian Hausdorff


,
Y

nào đó tạo thành một

tôpô nửa chính quy trên
Y
, kí hiệu là
S
Y
. Chúng tôi gọi
S
Y
là nửa chính quy hóa của


,
Y


2.3.2.4.Mệnh đề
(a) Một không gian là H-đóng và chính quy khi và chỉ khi nó là compact và Hausdorff.
(b) Một không gian là H-đóng, Urysohn, nửa chính quy khi và chỉ khi nó là compact và
Hausdorff.
(c) Nếu
( , )
X

là H-đóng và
U


thì
cl
X

U
là H-đóng.
(d)
( , )
X

là H-đóng khi và chỉ khi
s
X
là H-đóng. [8]
2.3.2.5 Mệnh đề
Một tôpô Hausdorff là Hausdorff cực tiểu khi và chỉ chi nó là H-đóng và nửa chính quy.
[8]
2.3.2.6 Định nghĩa
Giả sử tồn tại các tôpô
 

trong
2
( )
X

sao cho
  
 
với

là một tôpô thì
 


hay
 

. Khi đó,

là tôpô dưới và

là tôpô trên. Ta gọi
 


và
 


.
2.3.2.7. Định nghĩa
Một điểm
p
gọi là điểm cực đại của một không gian với tôpô

nếu p không bị cô lập
và khi
U


và
Cl
p U



thì


U p

 
.
2.3.2.8. Mệnh đề
Một điểm
p X

được gọi là một điểm cực đại của không gian


,
X

khi và chỉ khi vết
của một lọc lân cận mở tại
p
trên không gian


\
X p
là một siêu lọc mở. [10]
2.3.2.9. Mệnh đề
Nếu
p

gọi là điểm cực đại trong một tập mở
U
của không gian


,
X

thì
p
là điểm
cực đại của


,
X

.
Chứng minh