Пусть на множестве задано отношение эквивалентности . Тогда множество всех классов эквивалентности называется фактормножеством и обозначается . Разбиение множества на классы эквивалентных элементов называется его факторизацией.
Отображение из в множество классов эквивалентности называется факторотображением. Благодаря свойствам отношения эквивалентности, разбиение на множества единственно. Это означает, что классы, содержащие , либо не пересекаются, либо совпадают полностью. Для любого элемента однозначно определён некоторый класс из , иными словами существует сюръективное отображение из в . Класс, содержащий , иногда обозначают .
Если множество снабжено структурой, то часто отображение можно использовать чтобы снабдить фактормножество той же структурой, например топологией. В этом случае множество с индуцированной структурой называется факторпространством.
Часто отношение эквивалентности вводят следующим образом. Пусть — линейное пространство, а — некоторое линейное подпространство. Тогда два элемента таких, что , называются эквивалентными. Это обозначается . Получаемое в результате факторизации пространство называют факторпространством по подпространству . Если разлагается в прямую сумму , то существует изоморфизм из в . Если — конечномерное пространство, то факторпространство также является конечномерным и .
Если задано сюръективное отображение , тогда на множестве задаётся отношение . Можно рассмотреть фактормножество . Функция задаёт естественное взаимно-однозначное соответствие между и .
Факторизацию множества разумно применять для получения нормированных пространств из полунормированных, пространств со скалярным произведением из пространств с почти скалярным произведением и пр. Для этого вводится соответственно норма класса, равная норме произвольного его элемента, и скалярное произведение классов как скалярное произведение произвольных элементов классов. В свою очередь отношение эквивалентности вводится следующим образом (например для образования нормированного факторпространства): вводится подмножество исходного полунормированного пространства, состоящее из элементов с нулевой полунормой (кстати, оно линейно, то есть является подпространством) и считается, что два элемента эквивалентны, если разность их принадлежит этому самому подпространству.
Если для факторизации линейного пространства вводится некоторое его подпространство и считается, что если разность двух элементов исходного пространства принадлежит этому подпространству, то эти элементы эквивалентны, то фактормножество является линейным пространством и называется факторпространством.
Факторотображения q : X → Y описывается среди сюръективных отображений следеющис свойством: если Z является каким-либо топологическим пространством и f : Y → Z является какой-либо функцией, то f является непрерывным тогда и только тогда, когда f ∘ q непрерывна.
Факторпространство X/~ вместе с факторотображением q : X → X/~ описывается следующим универсальным свойством: если g : X → Z является непрерывным отображением, таким что если из a ~ b следует g(a) = g(b) для всех a и b из X, то существует единственное отображение f : X/~ → Z, такое что g = f ∘ q. Мы говорим, что g спускается до факторотображения.
Непрерывные отображения, определённые на X/~ поэтому являются в точности такими отображениями, которые возникают из непрерывных отображений, определённых на X, которые удовлетворяют отношению эквивалентности (в смысле, что они переводят эквивалентные элементы в один и тот же образ). Этот критерий обширно используется при изучении факторпространств.
Если дана непрерывная сюръекция q : X → Y, полезно иметь критерий, по которому можно определить, является ли q факторотображением. Два достаточных критерия — q является открытым[en] или закрытым отображением[en]. Заметим, что эти условия являются лишь достаточными, но не достаточными. Легко построить примеры факторотображений, которые не являются ни открытыми, ни закрытыми. Для топологических групп факторотображение является открытым.
Это заготовка статьи по математике. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .