格子として順序付けられた半順序ベクトル空間
数学 において 、 リース空間 、 格子順序ベクトル空間 、または ベクトル格子は、 順序 構造 が 格子で ある部分的に順序付けられたベクトル空間 です 。
リース空間は、1928 年の論文 Sur la décomposition des opérations fonctionelles linéairesで最初にリース空間を定義した Frigyes Riesz にちなんで名付けられました 。
リース空間の応用範囲は広い。リース空間は 測度論 において重要であり、重要な結果はリース空間の結果の特殊ケースとなる。例えば、 ラドン・ニコディムの定理は フロイトエンタールのスペクトル定理 の特殊ケースとして成り立つ。リース空間は、ギリシャ系アメリカ人の経済学者で数学者の チャラランボス・D・アリプランティス の研究を通じて 数理経済学 にも応用されている 。
意味
予選
が 順序付きベクトル空間(定義により 実数 上のベクトル空間) であり 、 が のサブセットである場合、 すべての に対して(それぞれ )である 場合、 元は の 上限 ( それぞれ )です。 の
元は、 それが の 上限(それぞれ )である場合、および (それぞれ )の任意の上限 ( それぞれ ) に対して である場合、 の最小の上限 または 極大(それぞれ ) ( より大きい下限 または 極小 )です 。
バツ
{\displaystyle X}
S
{\displaystyle S}
バツ
{\displaystyle X}
b
∈
バツ
{\displaystyle b\in X}
S
{\displaystyle S}
s
≤
b
{\displaystyle s\leq b}
s
≥
b
{\displaystyle s\geq b}
s
∈
S
。
{\displaystyle s\in S.}
1つの
{\displaystyle a}
バツ
{\displaystyle X}
S
{\displaystyle S}
S
{\displaystyle S}
b
{\displaystyle b}
S
、
{\displaystyle S,}
1つの
≤
b
{\displaystyle a\leq b}
1つの
≥
b
{\displaystyle a\geq b}
定義
順序付きベクトル格子
順序付きベクトル格子は、 すべての要素のペアが 最大値 を持つ順序 付きベクトル空間 です 。
え
{\displaystyle E}
より明確に言えば、 順序付きベクトル格子は 、 任意の に対して次のようになる 順序 が与えられたベクトル空間です 。
≤
、
{\displaystyle \,\leq ,\,}
x
、
ええ
、
ず
∈
え
{\displaystyle x,y,z\in E}
翻訳不変性 : 意味する
x
≤
ええ
{\displaystyle x\leq y}
x
+
ず
≤
ええ
+
ず
。
{\displaystyle x+z\leq y+z.}
正の同次性 :任意の スカラーに対して
0
≤
1つの
、
{\displaystyle 0\leq a,}
x
≤
ええ
{\displaystyle x\leq y}
1つの
x
≤
1つの
ええ
。
{\displaystyle ax\leq ay.}
任意のベクトルのペアに対して、 次数に関しての 上限 ( と表記 ) が存在する。
x
、
ええ
∈
え
、
{\displaystyle x,y\in E,}
x
∨
ええ
{\displaystyle x\vee y}
え
{\displaystyle E}
(
≤
)
。
{\displaystyle \,(\leq ).\,}
事前順序は、項目 1 および 2 とともに、それを「ベクトル空間構造と互換性がある」ものにし、 事前順序付きベクトル空間を作成します。項目 3 は、事前順序が 結合半格子であると述べています。事前順序はベクトル空間構造と互換性があるため、任意のペアにも 下限 があり、 ミート半格子 、つまり格子
も作成 できることがわかります。
え
{\displaystyle E}
え
{\displaystyle E}
順序付きベクトル空間は、 次の同等な特性のいずれかを満たす場合にのみ、順序付きベクトル格子になります。
え
{\displaystyle E}
彼ら の 最高峰 は
x
、
ええ
∈
え
、
{\displaystyle x,y\in E,}
え
。
{\displaystyle E.}
それら の 最小値 は存在する
x
、
ええ
∈
え
、
{\displaystyle x,y\in E,}
え
。
{\displaystyle E.}
いかなるものでも、 その最小値と最大値は
x
、
ええ
∈
え
、
{\displaystyle x,y\in E,}
え
。
{\displaystyle E.}
が存在する 場合
x
∈
え
、
{\displaystyle x\in E,}
すする
{
x
、
0
}
{\displaystyle \sup\{x,0\}}
え
。
{\displaystyle E.}
リース空間とベクトル格子
リース空間 または ベクトル 格子は、その前順序が 半順序 である前順序付きベクトル格子です 。同様に、それは
順序が 格子である 順序付きベクトル空間 です。
多くの著者はベクトル格子 が単に順序付けされたベクトル空間ではなく、 部分的に順序付けされたベクトル空間であることを要求しましたが、他の著者はそれが順序付けされたベクトル空間であることのみを要求していることに注意してください。今後は、すべてのリース空間とすべてのベクトル格子が 順序付けされたベクトル空間 であるが、順序付けされたベクトル格子が必ずしも部分的に順序付けされているとは限らないと仮定します。
が 上の順序付きベクトル空間であり、 その正錐 (元 )が生成する(つまり となる) 場合 、また任意の または に対して が存在する場合 、 は ベクトル 格子である。
え
{\displaystyle E}
R
{\displaystyle \mathbb {R} }
C
{\displaystyle C}
≥
0
{\displaystyle \,\geq 0}
え
=
C
−
C
{\displaystyle E=CC}
x
、
ええ
∈
C
{\displaystyle x,y\in C}
すする
{
x
、
ええ
}
{\displaystyle \sup\{x,y\}}
無限大
{
x
、
ええ
}
{\displaystyle \inf\{x,y\}}
え
{\displaystyle E}
間隔
部分的に順序付けられたベクトル空間の順序区間は、形式の凸集合である 。 順序付け られ た
実ベクトル空間では、形式のすべての区間は 均衡して いる 。
上記の公理 1 および 2 から、次が成り立ち 、次 が意味する。
部分集合が 順序境界に あるとは、ある順序区間に含まれる場合を言う。 順序付けされたベクトル空間の
順序 単位 は、集合が を 吸収する 任意の要素である 。
[
1つの
、
b
]
=
{
x
:
1つの
≤
x
≤
b
}
。
{\displaystyle [a,b]=\{x:a\leq x\leq b\}.}
[
−
x
、
x
]
{\displaystyle [-x,x]}
x
、
ええ
∈
[
1つの
、
b
]
{\displaystyle x,y\in [a,b]}
t
∈
(
0
、
1
)
{\displaystyle t\in (0,1)}
t
x
(
1
−
t
)
y
∈
[
a
,
b
]
.
{\displaystyle tx(1-t)y\in [a,b].}
x
{\displaystyle x}
[
−
x
,
x
]
{\displaystyle [-x,x]}
順序付きベクトル空間上のすべての 線型関数 の集合で 、すべての順序区間を有界集合に写像するものは、の 順序境界双対 と呼ばれ、 で表されます。空間が順序付きである場合、その順序境界双対は、その 代数的双対
のベクトル部分空間です 。
V
{\displaystyle V}
V
{\displaystyle V}
V
b
.
{\displaystyle V^{b}.}
ベクトル格子の 部分集合は、 と の 両方 において順序が有界である ような 空でない部分集合すべてに対して が 存在し、 の要素である場合に 順序完全である と
言われる。ベクトル格子が 順序完全で ある とは、が の順序完全部分集合である場合に言う。
A
{\displaystyle A}
E
{\displaystyle E}
B
⊆
A
{\displaystyle B\subseteq A}
B
{\displaystyle B}
A
,
{\displaystyle A,}
sup
B
{\displaystyle \sup B}
inf
B
{\displaystyle \inf B}
A
.
{\displaystyle A.}
E
{\displaystyle E}
E
{\displaystyle E}
E
.
{\displaystyle E.}
分類
有限次元リース空間は アルキメデスの性質 によって完全に分類される。
定理 : が有限次元のベクトル格子である と仮定する。が アルキメデス順序で ある 場合 、それは(ベクトル格子)その正準順序の下で と同型である。 そうでない場合、 が と同型である ような、 を 満たす 整数が存在する。ここ で は 正準順序を持ち、は 辞書式順序 を持ち 、 これら2つの空間の積は正準積順序を持つ。
X
{\displaystyle X}
n
.
{\displaystyle n.}
X
{\displaystyle X}
R
n
{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
k
{\displaystyle k}
2
≤
k
≤
n
{\displaystyle 2\leq k\leq n}
X
{\displaystyle X}
R
L
k
×
R
n
−
k
{\displaystyle \mathbb {R} _{L}^{k}\times \mathbb {R} ^{n-k}}
R
n
−
k
{\displaystyle \mathbb {R} ^{n-k}}
R
L
k
{\displaystyle \mathbb {R} _{L}^{k}}
R
k
{\displaystyle \mathbb {R} ^{k}}
同じ結果は無限次元では成り立たない。カプランスキー の例として、 有限個の点を除いて連続で、それらの点には 2次の 極を持つ [0,1] 上の関数の ベクトル空間 Vを考える。この空間は通常の点ごとの比較によって格子順序付けられるが、任意の 基数 κ に対して ℝκ と書くことはできない。 一方、 ℝ ベクトル空間のカテゴリにおける エピモノ因数分解は リース 空間にも当てはまる。つまり、格子順序付けられたすべてのベクトル空間は、 ℝκ の 商 に 実体部分空間を 注入する 。 [7]
基本的なプロパティ
すべてのリース空間は 半順序ベクトル空間 ですが、すべての半順序ベクトル空間がリース空間であるとは限りません。
の任意の部分集合 に対して 、 上限または下限のいずれかが存在するとき はいつでも(その場合は両方とも存在する)であることに注意する。
かつ リース空間内の
すべてに対して
A
{\displaystyle A}
X
,
{\displaystyle X,}
sup
A
=
−
inf
(
−
A
)
{\displaystyle \sup A=-\inf(-A)}
x
≥
0
{\displaystyle x\geq 0}
y
≥
0
{\displaystyle y\geq 0}
[
0
,
x
]
+
[
0
,
y
]
=
[
0
,
x
+
y
]
.
{\displaystyle [0,x]+[0,y]=[0,x+y].}
a
,
b
,
x
,
and
y
{\displaystyle a,b,x,{\text{ and }}y}
X
,
{\displaystyle X,}
a
−
inf
(
x
,
y
)
+
b
=
sup
(
a
−
x
+
b
,
a
−
y
+
b
)
.
{\displaystyle a-\inf(x,y)+b=\sup(a-x+b,a-y+b).}
絶対値
リース空間の 任意の元に対して、 で表される の 絶対値 は と定義され、 これは および を満たす。 任意の および 任意の実数
に対して 、 および
x
{\displaystyle x}
X
,
{\displaystyle X,}
x
,
{\displaystyle x,}
|
x
|
,
{\displaystyle |x|,}
|
x
|
:=
sup
{
x
,
−
x
}
,
{\displaystyle |x|:=\sup\{x,-x\},}
−
|
x
|
≤
x
≤
|
x
|
{\displaystyle -|x|\leq x\leq |x|}
|
x
|
≥
0.
{\displaystyle |x|\geq 0.}
x
,
y
∈
X
{\displaystyle x,y\in X}
r
,
{\displaystyle r,}
|
r
x
|
=
|
r
|
|
x
|
{\displaystyle |rx|=|r||x|}
|
x
+
y
|
≤
|
x
|
+
|
y
|
.
{\displaystyle |x+y|\leq |x|+|y|.}
不連続性
ベクトル格子の 2つの要素は、 格子互いに素 である、または の場合に互いに素であると さ
れ 、 その 場合、 次のように書きます。2
つの要素が互いに素であるのは、 の場合に 限り ます。 が 互いに素である 場合、 となり、任意の要素および に対して となります。2つの
集合 と が 互いに素 であるのは 、 および がすべておよびに対して互いに素である場合に限ります 。その場合、次のように書きます と
定義 し ます
。 互いに素 な 補
集合は常に バンド ですが、その逆は一般には成り立ちません。 が の サブセットで が 存在する場合、が のサブセット格子で から 互いに素である場合 、 は から互いに素な格子となります
x
and
y
{\displaystyle x{\text{ and }}y}
X
{\displaystyle X}
inf
{
|
x
|
,
|
y
|
}
=
0
,
{\displaystyle \inf\{|x|,|y|\}=0,}
x
⊥
y
.
{\displaystyle x\perp y.}
x
and
y
{\displaystyle x{\text{ and }}y}
sup
{
|
x
|
,
|
y
|
}
=
|
x
|
+
|
y
|
.
{\displaystyle \sup\{|x|,|y|\}=|x|+|y|.}
x
and
y
{\displaystyle x{\text{ and }}y}
|
x
+
y
|
=
|
x
|
+
|
y
|
{\displaystyle |x+y|=|x|+|y|}
(
x
+
y
)
+
=
x
+
+
y
+
,
{\displaystyle (x+y)^{+}=x^{+}+y^{+},}
z
,
{\displaystyle z,}
z
+
:=
sup
{
z
,
0
}
{\displaystyle z^{+}:=\sup\{z,0\}}
z
−
:=
sup
{
−
z
,
0
}
.
{\displaystyle z^{-}:=\sup\{-z,0\}.}
A
{\displaystyle A}
B
{\displaystyle B}
a
{\displaystyle a}
b
{\displaystyle b}
a
∈
A
{\displaystyle a\in A}
b
∈
B
,
{\displaystyle b\in B,}
A
⊥
B
.
{\displaystyle A\perp B.}
A
{\displaystyle A}
{
a
}
{\displaystyle \{a\}}
a
⊥
B
{\displaystyle a\perp B}
{
a
}
⊥
B
.
{\displaystyle \{a\}\perp B.}
A
,
{\displaystyle A,}
A
⊥
:=
{
x
∈
X
:
x
⊥
A
}
.
{\displaystyle A^{\perp }:=\left\{x\in X:x\perp A\right\}.}
A
{\displaystyle A}
X
{\displaystyle X}
x
=
sup
A
{\displaystyle x=\sup A}
B
{\displaystyle B}
X
{\displaystyle X}
A
,
{\displaystyle A,}
B
{\displaystyle B}
{
x
}
.
{\displaystyle \{x\}.}
正の要素の互いに素な和として表現する
任意 の および に対して、 これら の要素は両方 とも であり、 で あることに注意すると、
および は互いに素であり、 は 互いに素な要素の差として 一意に表現されます
すべての およびに対して および
の場合 、 および の場合
に限り、 さらに および の場合に限り 、
x
∈
X
,
{\displaystyle x\in X,}
x
+
:=
sup
{
x
,
0
}
{\displaystyle x^{+}:=\sup\{x,0\}}
x
−
:=
sup
{
−
x
,
0
}
,
{\displaystyle x^{-}:=\sup\{-x,0\},}
≥
0
{\displaystyle \geq 0}
x
=
x
+
−
x
−
{\displaystyle x=x^{+}-x^{-}}
|
x
|
=
x
+
+
x
−
.
{\displaystyle |x|=x^{+}+x^{-}.}
x
+
{\displaystyle x^{+}}
x
−
{\displaystyle x^{-}}
x
=
x
+
−
x
−
{\displaystyle x=x^{+}-x^{-}}
x
{\displaystyle x}
≥
0.
{\displaystyle \geq 0.}
x
,
y
∈
X
,
{\displaystyle x,y\in X,}
|
x
+
−
y
+
|
≤
|
x
−
y
|
{\displaystyle \left|x^{+}-y^{+}\right|\leq |x-y|}
x
+
y
=
sup
{
x
,
y
}
+
inf
{
x
,
y
}
.
{\displaystyle x+y=\sup\{x,y\}+\inf\{x,y\}.}
y
≥
0
{\displaystyle y\geq 0}
x
≤
y
{\displaystyle x\leq y}
x
+
≤
y
.
{\displaystyle x^{+}\leq y.}
x
≤
y
{\displaystyle x\leq y}
x
+
≤
y
+
{\displaystyle x^{+}\leq y^{+}}
x
−
≤
y
−
.
{\displaystyle x^{-}\leq y^{-}.}
任意のリース空間は 分配格子 である。つまり、次の同値な [注 1] 性質を持つ。 [8] すべての
x
,
y
,
z
∈
X
{\displaystyle x,y,z\in X}
x
∧
(
y
∨
z
)
=
(
x
∧
y
)
∨
(
x
∧
z
)
{\displaystyle x\wedge (y\vee z)=(x\wedge y)\vee (x\wedge z)}
x
∨
(
y
∧
z
)
=
(
x
∨
y
)
∧
(
x
∨
z
)
{\displaystyle x\vee (y\wedge z)=(x\vee y)\wedge (x\vee z)}
(
x
∧
y
)
∨
(
y
∧
z
)
∨
(
z
∧
x
)
=
(
x
∨
y
)
∧
(
y
∨
z
)
∧
(
z
∨
x
)
.
{\displaystyle (x\wedge y)\vee (y\wedge z)\vee (z\wedge x)=(x\vee y)\wedge (y\vee z)\wedge (z\vee x).}
x
∧
z
=
y
∧
z
{\displaystyle x\wedge z=y\wedge z}
そして 常に暗示する
x
∨
z
=
y
∨
z
{\displaystyle x\vee z=y\vee z}
x
=
y
.
{\displaystyle x=y.}
すべてのリース空間は リース分解性質 を持ちます。
秩序の収束
リース空間の順序構造に関して、シーケンスまたはネットの収束を定義する意味のある非同等な方法がいくつかあります。リース 空間内のシーケンスは、 単調 減少 (または増加) シーケンス であり、その 最小値 (最大値) が に存在し、 (または) と表記される場合、 単調収束する と言われます 。
{
x
n
}
{\displaystyle \left\{x_{n}\right\}}
E
{\displaystyle E}
x
{\displaystyle x}
E
{\displaystyle E}
x
n
↓
x
{\displaystyle x_{n}\downarrow x}
x
n
↑
x
{\displaystyle x_{n}\uparrow x}
リース空間内の 数列が 収束するとは、 次のような 単調 収束数列が存在する場合 を 言う。
{
x
n
}
{\displaystyle \left\{x_{n}\right\}}
E
{\displaystyle E}
x
{\displaystyle x}
{
p
n
}
{\displaystyle \left\{p_{n}\right\}}
E
{\displaystyle E}
|
x
n
−
x
|
<
p
n
↓
0.
{\displaystyle \left|x_{n}-x\right|<p_{n}\downarrow 0.}
がリース空間の正の元である 場合、 任意 のに対してが存在するとき、 その 数列 は に u 一様収束する と言われる。
u
{\displaystyle u}
E
{\displaystyle E}
{
x
n
}
{\displaystyle \left\{x_{n}\right\}}
E
{\displaystyle E}
x
{\displaystyle x}
r
>
0
{\displaystyle r>0}
N
{\displaystyle N}
|
x
n
−
x
|
<
r
u
{\displaystyle \left|x_{n}-x\right|<ru}
n
>
N
.
{\displaystyle n>N.}
部分空間
これらの空間によって提供される追加の構造は、異なる種類のリース部分空間を提供します。リース空間内の各種類の構造のコレクション(たとえば、すべてのイデアルのコレクション)は、 分配格子 を形成します。
サブラティス
がベクトル格子である とき、 ベクトル部分格子は 、すべての に対して が に 属する ベクトル部分空間である (この上限は に設定されている )。 の部分空間が その標準順序の下でベクトル格子であるが、 のベクトル部分格子では ない
場合がある
X
{\displaystyle X}
F
{\displaystyle F}
X
{\displaystyle X}
x
,
y
∈
F
,
{\displaystyle x,y\in F,}
sup
{
x
,
y
}
{\displaystyle \sup\{x,y\}}
F
{\displaystyle F}
X
{\displaystyle X}
F
{\displaystyle F}
X
{\displaystyle X}
X
.
{\displaystyle X.}
理想
リース空間の ベクトル部分空間は 、それが 実在 であるときイデアル と呼ばれます 。つまり、 に対して である場合、 であり 、 が 成り立つことを意味します。
イデアルの任意の集合の共通部分もイデアルであり、 の空でない部分集合を含む最小のイデアルの定義が可能になり 、 によって 生成される イデアルと呼ばれます。 単独体によって生成されるイデアルは 主イデアル と呼ばれます。
I
{\displaystyle I}
E
{\displaystyle E}
f
∈
I
{\displaystyle f\in I}
g
∈
E
,
{\displaystyle g\in E,}
|
g
|
≤
|
f
|
{\displaystyle |g|\leq |f|}
g
∈
I
.
{\displaystyle g\in I.}
A
{\displaystyle A}
E
,
{\displaystyle E,}
A
.
{\displaystyle A.}
バンドとσイデアル
リース空間の バンド は 、絶対値 が実際に -に含まれる 内の正の要素の任意の部分集合の最大値である要素に対して、 - という 追加の特性を持つイデアルとして定義されます。 イデアル は、「任意の部分集合」という語を「可算な部分集合」に置き換えて同様に定義されます。明らかに、すべてのバンドは - イデアルですが、その逆は一般には当てはまりません。
B
{\displaystyle B}
E
{\displaystyle E}
f
∈
E
{\displaystyle f\in E}
|
f
|
{\displaystyle |f|}
B
,
{\displaystyle B,}
f
{\displaystyle f}
B
.
{\displaystyle B.}
σ
{\displaystyle \sigma }
σ
{\displaystyle \sigma }
任意のバンド族の共通部分もまたバンドである。イデアルと同様に、 の空でない部分集合ごとに、 その 部分集合を含む最小のバンドが存在し、 によって生成されるバンド と呼ばれる。
シングルトンによって生成されるバンドは 主バンド と呼ばれる。
A
{\displaystyle A}
E
,
{\displaystyle E,}
A
.
{\displaystyle A.}
投影バンド
リース空間の バンドは、 の とき射影バンド と呼ばれる。これは、 すべての要素が、 と の 2つの要素の和として一意に表せることを意味する。また、 のとき 、の正の線形冪 等性、つまり 射影
も存在し 、
B
{\displaystyle B}
E
=
B
⊕
B
⊥
,
{\displaystyle E=B\oplus B^{\bot },}
f
∈
E
{\displaystyle f\in E}
f
=
u
+
v
{\displaystyle f=u+v}
u
∈
B
{\displaystyle u\in B}
v
∈
B
⊥
.
{\displaystyle v\in B^{\bot }.}
P
B
:
E
→
E
,
{\displaystyle P_{B}:E\to E,}
P
B
(
f
)
=
u
.
{\displaystyle P_{B}(f)=u.}
リース空間内のすべての射影帯の集合は ブール代数 を形成します。一部の空間には非自明な射影帯がないため (たとえば )、このブール代数は自明である可能性があります。
C
(
[
0
,
1
]
)
{\displaystyle C([0,1])}
完全
すべての部分集合に上限と下限の両方がある場合、
ベクトル格子は 完全です。
ベクトル格子は、 上限を持つ各集合に上限があり、下限を持つ各集合に下限がある場合、
デデキント完全です。
順序完備で規則的に並べられたベクトル格子で、その 順序双対における正準像が順序完備であるものは 極小 と呼ばれ、 極小型で あると言われる 。
部分空間、商、積
サブラティス
が順序付きベクトル空間のベクトル部分空間である 場合、 の正錐 によって誘導される 上 の標準順序は 、 が適切な場合(つまり の場合) にこの錐が適切である 尖った凸錐によって誘導される順序である 。
M
{\displaystyle M}
X
{\displaystyle X}
M
{\displaystyle M}
X
{\displaystyle X}
C
{\displaystyle C}
C
∩
M
,
{\displaystyle C\cap M,}
C
{\displaystyle C}
C
∩
(
−
C
)
=
∅
{\displaystyle C\cap (-C)=\varnothing }
ベクトル格子の サブ格子 は、すべての に対して が に属する ような の ベクトル部分空間です (重要な点として、この上限は では取られ 、 では取られないことに注意 )。 が の
場合、形式 (ここで) のすべての写像によって定義される の 2 次元ベクトル部分空間は、 誘導順序の下ではベクトル格子ですが、 のサブ格子では ありません。
これは、 順序完備な アルキメデスの順序付き 位相 ベクトル格子 であるにもかかわらずです。さらに、この空間の ベクトル部分格子が存在し 、 には空の内部空間がありますが、 には 正の線形関数がないため、 上の正の線形関数に拡張することはできません
X
{\displaystyle X}
M
{\displaystyle M}
X
{\displaystyle X}
x
,
y
∈
M
,
{\displaystyle x,y\in M,}
sup
X
(
x
,
y
)
{\displaystyle \sup _{}{}_{X}(x,y)}
X
{\displaystyle X}
X
{\displaystyle X}
M
{\displaystyle M}
X
=
L
p
(
[
0
,
1
]
,
μ
)
{\displaystyle X=L^{p}([0,1],\mu )}
0
<
p
<
1
,
{\displaystyle 0<p<1,}
M
{\displaystyle M}
X
{\displaystyle X}
t
↦
a
t
+
b
{\displaystyle t\mapsto at+b}
a
,
b
∈
R
{\displaystyle a,b\in \mathbb {R} }
X
.
{\displaystyle X.}
X
{\displaystyle X}
N
{\displaystyle N}
X
{\displaystyle X}
N
∩
C
{\displaystyle N\cap C}
X
{\displaystyle X}
N
{\displaystyle N}
X
.
{\displaystyle X.}
商格子
が正の錐を持つ順序付き ベクトル空間のベクトル部分空間であると し ます 。が正準射影であるとします
。すると、は商空間に正準順序付けを誘導する の錐になります。が の真錐である場合
、 は 順序 付き ベクトル 空間 を に します。 -飽和 である
場合 、 はの正準順序を定義します。 は、 が真錐ではない順序付きベクトル空間の例を示している
ことに注意してください 。
M
{\displaystyle M}
X
{\displaystyle X}
C
,
{\displaystyle C,}
π
:
X
→
X
/
M
{\displaystyle \pi :X\to X/M}
C
^
:=
π
(
C
)
.
{\displaystyle {\hat {C}}:=\pi (C).}
C
^
{\displaystyle {\hat {C}}}
X
/
M
{\displaystyle X/M}
X
/
M
.
{\displaystyle X/M.}
C
^
{\displaystyle {\hat {C}}}
X
/
M
{\displaystyle X/M}
C
^
{\displaystyle {\hat {C}}}
X
/
M
{\displaystyle X/M}
M
{\displaystyle M}
C
{\displaystyle C}
C
^
{\displaystyle {\hat {C}}}
X
/
M
.
{\displaystyle X/M.}
X
=
R
0
2
{\displaystyle X=\mathbb {R} _{0}^{2}}
π
(
C
)
{\displaystyle \pi (C)}
がベクトル格子で がの 立体 ベクトル部分空間 である 場合 、 の標準順序が定義され、 その下で はベクトル格子であり、標準写像は ベクトル格子準同型である。さらに、 が 順序完備 で が の帯である場合 、は と同型である。
また、 が 立体である場合、 の 順序位相は 上の順序位相の商である。
X
{\displaystyle X}
N
{\displaystyle N}
X
{\displaystyle X}
C
^
{\displaystyle {\hat {C}}}
X
/
M
{\displaystyle X/M}
L
/
M
{\displaystyle L/M}
π
:
X
→
X
/
M
{\displaystyle \pi :X\to X/M}
X
{\displaystyle X}
M
{\displaystyle M}
X
{\displaystyle X}
X
/
M
{\displaystyle X/M}
M
⊥
.
{\displaystyle M^{\bot }.}
M
{\displaystyle M}
X
/
M
{\displaystyle X/M}
X
.
{\displaystyle X.}
が位相ベクトル格子 であり 、がの 閉じた 立体 部分格子である 場合 、 も位相ベクトル格子である。
X
{\displaystyle X}
M
{\displaystyle M}
X
{\displaystyle X}
X
/
L
{\displaystyle X/L}
製品
が任意の集合である場合、から へ のすべての関数の 空間は 適切な錐によって標準的に順序付けられる
S
{\displaystyle S}
X
S
{\displaystyle X^{S}}
S
{\displaystyle S}
X
{\displaystyle X}
{
f
∈
X
S
:
f
(
s
)
∈
C
for all
s
∈
S
}
.
{\displaystyle \left\{f\in X^{S}:f(s)\in C{\text{ for all }}s\in S\right\}.}
が順序付きベクトル空間の族であり、 の正の錐が である とする
と、 は の 尖った凸錐であり 、
上の標準順序を決定する。 がすべて真錐であれば は真錐である 。
{
X
α
:
α
∈
A
}
{\displaystyle \left\{X_{\alpha }:\alpha \in A\right\}}
X
α
{\displaystyle X_{\alpha }}
C
α
.
{\displaystyle C_{\alpha }.}
C
:=
∏
α
C
α
{\displaystyle C:=\prod _{\alpha }C_{\alpha }}
∏
α
X
α
,
{\displaystyle \prod _{\alpha }X_{\alpha },}
∏
α
X
α
{\displaystyle \prod _{\alpha }X_{\alpha }}
C
{\displaystyle C}
C
α
{\displaystyle C_{\alpha }}
代数的直和
の 代数的 直和は、 から継承された標準的な部分空間順序が与えられた の ベクトル部分 空間です。 が順序付きベクトル空間の順序付きベクトル部分空間である
場合 、 の標準的な代数的同型 (標準的な積の順序を持つ) が順序同型 である場合、 はこれらの部分空間の順序付き 直和 です 。 [ 3
⨁
α
X
α
{\displaystyle \bigoplus _{\alpha }X_{\alpha }}
{
X
α
:
α
∈
A
}
{\displaystyle \left\{X_{\alpha }:\alpha \in A\right\}}
∏
α
X
α
{\displaystyle \prod _{\alpha }X_{\alpha }}
∏
α
X
α
.
{\displaystyle \prod _{\alpha }X_{\alpha }.}
X
1
,
…
,
X
n
{\displaystyle X_{1},\ldots ,X_{n}}
X
{\displaystyle X}
X
{\displaystyle X}
X
{\displaystyle X}
∏
α
X
α
{\displaystyle \prod _{\alpha }X_{\alpha }}
線型写像の空間
ベクトル空間内の 錐は 、がベクトル空間全体に等しい とき、 生成的 であると言われる。 とが それぞれ正の錐を持つ2つの非自明な順序付きベクトル空間である
場合 、 が で 生成的である ことは、集合が の 真錐であり、 が から へのすべての線型写像の空間で ある 場合に限る
。この場合、 によって定義される順序は、 の 標準順序 と呼ばれる。
より一般的には、 が真錐である の任意 のベクトル部分空間である場合 、 によって定義される順序は、 の 標準順序 と呼ばれる。
C
{\displaystyle C}
X
{\displaystyle X}
C
−
C
{\displaystyle C-C}
X
{\displaystyle X}
W
{\displaystyle W}
P
{\displaystyle P}
Q
,
{\displaystyle Q,}
P
{\displaystyle P}
X
{\displaystyle X}
C
=
{
u
∈
L
(
X
;
W
)
:
u
(
P
)
⊆
Q
}
{\displaystyle C=\{u\in \operatorname {L} (X;W):u(P)\subseteq Q\}}
L
(
X
;
W
)
,
{\displaystyle \operatorname {L} (X;W),}
X
{\displaystyle X}
W
.
{\displaystyle W.}
C
{\displaystyle C}
L
(
X
;
W
)
.
{\displaystyle \operatorname {L} (X;W).}
M
{\displaystyle M}
L
(
X
;
W
)
{\displaystyle \operatorname {L} (X;W)}
C
∩
M
{\displaystyle C\cap M}
C
∩
M
{\displaystyle C\cap M}
M
.
{\displaystyle M.}
2つの順序付きベクトル空間 と間の 線型写像で、 それぞれ正の錐とを持つものは 、次式の
よう に 正と 呼ばれます。 と が 順序完備 のベクトル格子であり 、が から へ のすべての正の線型写像の集合である場合、 の 部分空間は その標準順序の下で順序完備ベクトル格子です。さらに、 の順序区間を の順序区間に 写す線型写像を正確に含みます
u
:
X
→
Y
{\displaystyle u:X\to Y}
X
{\displaystyle X}
Y
{\displaystyle Y}
C
{\displaystyle C}
D
{\displaystyle D}
u
(
C
)
⊆
D
.
{\displaystyle u(C)\subseteq D.}
X
{\displaystyle X}
Y
{\displaystyle Y}
Y
{\displaystyle Y}
H
{\displaystyle H}
X
{\displaystyle X}
Y
{\displaystyle Y}
M
:=
H
−
H
{\displaystyle M:=H-H}
L
(
X
;
Y
)
{\displaystyle \operatorname {L} (X;Y)}
M
{\displaystyle M}
X
{\displaystyle X}
Y
.
{\displaystyle Y.}
正関数と順序双対
順序付きベクトル空間上の 線型関数は、次が成り立つ とき 正と 呼ばれます。 によって表される
ベクトル空間上のすべての正線型形式の集合は、 の 極 に等しい円錐です。 順序付きベクトル空間の
順序 双対は 、 によって定義されるによって表される集合です。
ただし、 集合の等式が成り立たない順序付きベクトル 空間 も存在します。
f
{\displaystyle f}
x
≥
0
{\displaystyle x\geq 0}
f
(
x
)
≥
0.
{\displaystyle f(x)\geq 0.}
C
∗
,
{\displaystyle C^{*},}
−
C
.
{\displaystyle -C.}
X
{\displaystyle X}
X
+
,
{\displaystyle X^{+},}
X
+
:=
C
∗
−
C
∗
.
{\displaystyle X^{+}:=C^{*}-C^{*}.}
X
+
⊆
X
b
,
{\displaystyle X^{+}\subseteq X^{b},}
ベクトル格子準同型
とが 正の錐を持つ順序付きベクトル格子であり 、が 写像であるとする。 が線型であり、以下の同値な条件のいずれかが成立する場合、 は 順序 付き ベクトル 格子 準同型 である:
X
{\displaystyle X}
Y
{\displaystyle Y}
C
{\displaystyle C}
D
{\displaystyle D}
u
:
X
→
Y
{\displaystyle u:X\to Y}
u
{\displaystyle u}
u
{\displaystyle u}
u
{\displaystyle u}
格子演算を保存する
u
(
sup
{
x
,
y
}
)
=
sup
{
u
(
x
)
,
u
(
y
)
}
{\displaystyle u(\sup\{x,y\})=\sup\{u(x),u(y)\}}
全ての
x
,
y
∈
X
.
{\displaystyle x,y\in X.}
u
(
inf
{
x
,
y
}
)
=
inf
{
u
(
x
)
,
u
(
y
)
}
{\displaystyle u(\inf\{x,y\})=\inf\{u(x),u(y)\}}
全ての
x
,
y
∈
X
.
{\displaystyle x,y\in X.}
u
(
|
x
|
)
=
sup
{
u
(
x
+
)
,
u
(
x
−
)
}
{\displaystyle u(|x|)=\sup \left\{u\left(x^{+}\right),u\left(x^{-}\right)\right\}}
全ての
x
∈
X
.
{\displaystyle x\in X.}
0
=
inf
{
u
(
x
+
)
,
u
(
x
−
)
}
{\displaystyle 0=\inf \left\{u\left(x^{+}\right),u\left(x^{-}\right)\right\}}
全ての
x
∈
X
.
{\displaystyle x\in X.}
u
(
C
)
=
D
{\displaystyle u(C)=D}
そして の 固体 部分集合である。
u
−
1
(
0
)
{\displaystyle u^{-1}(0)}
X
.
{\displaystyle X.}
もし そうなら
x
≥
0
{\displaystyle x\geq 0}
u
(
x
)
≥
0.
{\displaystyle u(x)\geq 0.}
u
{\displaystyle u}
秩序を維持する。
全単射である順序付きベクトル格子準同型は、 順序付きベクトル格子同型 です。
2 つのリース空間間の順序付きベクトル格子準同型は ベクトル格子準同型 と呼ばれ、それが全単射でもある場合は ベクトル格子同型 と呼ばれます。
が正の円錐を持つ ベクトル格子上の非ゼロ線形関数である 場合 、以下は同値です。
u
{\displaystyle u}
X
{\displaystyle X}
C
{\displaystyle C}
u
:
X
→
R
{\displaystyle u:X\to \mathbb {R} }
は、全射ベクトル格子準同型です。
0
=
inf
{
u
(
x
+
)
,
u
(
x
−
)
}
{\displaystyle 0=\inf \left\{u\left(x^{+}\right),u\left(x^{-}\right)\right\}}
全ての
x
∈
X
.
{\displaystyle x\in X.}
u
≥
0
{\displaystyle u\geq 0}
そして 、 それ は
u
−
1
(
0
)
{\displaystyle u^{-1}(0)}
X
.
{\displaystyle X.}
u
′
{\displaystyle u'}
円錐 の極端光線を生成する
X
∗
{\displaystyle X^{*}}
X
∗
.
{\displaystyle X^{*}.}
円錐の 極限光線 とは、がゼロでない 集合であり 、 が 成り立つとき 、 あるあるに対して 成り立つものである。
C
{\displaystyle C}
{
r
x
:
r
≥
0
}
{\displaystyle \{rx:r\geq 0\}}
x
∈
C
,
{\displaystyle x\in C,}
x
{\displaystyle x}
y
∈
C
{\displaystyle y\in C}
x
−
y
∈
C
{\displaystyle x-y\in C}
y
=
s
x
{\displaystyle y=sx}
s
{\displaystyle s}
0
≤
s
≤
1.
{\displaystyle 0\leq s\leq 1.}
からへ のベクトル格子準同型は、 およびに それぞれの 順序位相 が与えられているとき、 位相準同型 である 。
X
{\displaystyle X}
Y
{\displaystyle Y}
X
{\displaystyle X}
Y
{\displaystyle Y}
投影プロパティ
リース空間が持つ射影特性は数多くあります。リース空間は、すべての(主)バンドが射影バンドである場合に、(主)射影特性を持つと言われます。
いわゆる 主包含定理は、 以下の追加特性を(主)射影特性に関連付けます。 [10] リース空間は...
上界のあるすべての空でない集合に 上限がある場合、 デデキント完全 (DC) で ある。
上界を持つすべての空でない集合に、同一の上限を持つ可算な部分集合がある場合、超デデキント完全 (SDC) となります。
デデキント 完全とは、上界のあるすべての可算な空でない集合に上限があるということである。
σ
{\displaystyle \sigma }
および のすべての正の要素のペアに対して 、 すべての整数 に対して 不等式が成り立つ場合は 、 アルキメデスの性質が 成り立ちます。
x
{\displaystyle x}
y
{\displaystyle y}
n
x
≤
y
{\displaystyle nx\leq y}
n
{\displaystyle n}
x
=
0
{\displaystyle x=0}
これらの特性は次のように関連しています。SDC は DC を意味します。DC はデデキント 完全性と射影特性の両方を意味します。デデキント 完全性と射影特性の両方が別々に主射影特性を意味します。主射影特性は アルキメデス特性 を意味します。
σ
{\displaystyle \sigma }
σ
{\displaystyle \sigma }
逆の含意はいずれも成り立ちませんが、デデキント 完全性と射影特性を組み合わせると DC が意味されます。
σ
{\displaystyle \sigma }
例
によって 定義される 点ごとの 半順序 を持つ 位相空間上の コンパクトな台 を持つ連続実数値関数の空間で、 すべてに対してがリース空間であるもの。これはアルキメデス的であるが、通常、 さらなる条件を満たさない限り(たとえば、 極端に不連続で あるなど) 、主射影特性を持たない 。
X
{\displaystyle X}
f
≤
g
{\displaystyle f\leq g}
f
(
x
)
≤
g
(
x
)
{\displaystyle f(x)\leq g(x)}
x
∈
X
,
{\displaystyle x\in X,}
X
{\displaystyle X}
( ほぼどこでも )点ごとの半順序を持つ任意の 空間は 、デデキント完全なリース空間です。
L
p
{\displaystyle L^{p}}
辞書式順序 を持つ 空間は 非アルキメデスのリース空間です。
R
2
{\displaystyle \mathbb {R} ^{2}}
プロパティ
参照
注記
^ 条件は、格子内のすべての三つ組に適用される場合にのみ同等です。たとえば、 N 5 には、最初の方程式を満たすが 2 番目の方程式を満たさない要素があります。
参考文献
^ Fremlin、 測度論 、請求項352L。
^ バーコフ、ギャレット (1967)。 格子理論 。コロキウム出版 (第 3 版)。アメリカ数学会。p. 11。ISBN 0-8218-1025-1 。 §6、定理9
^ ルクセンブルク、WAJ;ザーネン、AC (1971)。リース・スペース:Vol. 1. ロンドン: 北オランダ。 122–138ページ。 ISBN 0720424518 . 2018年 1月8日 閲覧 。
文献
ブルバキ、ニコラ ; 数学の要素:積分。第 1 章から第 6 章 ; ISBN 3-540-41129-1
ナリシ、ローレンス; ベッケンシュタイン、エドワード (2011)。 位相ベクトル空間 。純粋数学と応用数学 (第 2 版)。ボカラトン、フロリダ州: CRC プレス 。ISBN 978-1584888666 . OCLC 144216834.
リース、フリジェス。 Sur la décomposition des opérations fonctionelles linéaires 、Atti 会議。インターナズ。 mathematici (ボローニャ、1928)、3、Zanichelli (1930) pp. 143–148
Schaefer, Helmut H. ; Wolff, Manfred P. (1999). Topological Vector Spaces . GTM . Vol. 8 (第 2 版). ニューヨーク、NY: Springer New York Imprint Springer. ISBN 978-1-4612-7155-0 . OCLC 840278135.
ソボレフ、VI(2001)[1994]、「リース空間」、 数学百科事典 、 EMSプレス 、 ISBN 978-1-4020-0609-8
Zaanen、Adrian C. (1996)、 リース空間における作用素理論入門 、 Springer 、 ISBN 3-540-61989-5
外部リンク