概念
形變收縮核(deformation retract)是一類特殊的收縮核。設X為拓撲空間,A X,若存在收縮映射r:X→A和包含映射i:A→X使得:
則稱A為X的形變收縮核,倫移H稱為X到A的形變收縮。設A為X的形變收縮核,H:X×I→X是形變收縮,若對于x∈A和t∈I有H(x,t)=x,則稱A為X的強形變收縮核。直觀地說,A是X的形變收縮核是指X可以連續(xù)形變成A,當形變過程中A的點都不變動時,A就是X的強形變收縮核。
拓撲空間
拓撲空間是歐幾里得空間的一種推廣。給定任意一個集,在它的每一個點賦予一種確定的鄰域結構便構成一個拓撲空間。拓撲空間是一種抽象空間,這種抽象空間最早由法國數(shù)學家弗雷歇于1906年開始研究。1913年他考慮用鄰域定義空間,1914年德國數(shù)學家豪斯多夫給出正式定義。豪斯多夫把拓撲空間定義為一個集合,并使用了“鄰域”概念,根據(jù)這一概念建立了抽象空間的完整理論,后人稱他建立的這種拓撲空間為豪斯多夫空間(即現(xiàn)在的T2拓撲空間)。同時期的匈牙利數(shù)學家里斯還從導集出發(fā)定義了拓撲空間。20世紀20年代,原蘇聯(lián)莫斯科學派的數(shù)學家П.С.亞里山德羅夫與烏雷松等人對緊與列緊空間理論進行了系統(tǒng)研究,并在距離化問題上有重要貢獻。1930年該學派的吉洪諾夫證明了緊空間的積空間的緊性,他還引進了拓撲空間的無窮乘積(吉洪諾夫乘積)和完全正規(guī)空間(吉洪諾夫空間)的概念。
20世紀30年代后,法國數(shù)學家又在拓撲空間方面做出新貢獻。1937年布爾巴基學派的主要成員H.嘉當引入“濾子”、“超濾”等重要概念,使得“收斂”的更本質的屬性顯示出來。韋伊提出一致性結構的概念,推廣了距離空間,還于1940年出版了《拓撲群的積分及其應用》一書。1944年迪厄多內引進雙緊致空間,提出仿緊空間是緊空間的一種推廣。1945年弗雷歇又提出抽象距的概念,他的學生們進行了完整的研究。布爾巴基學派的《一般拓撲學》亦對拓撲空間理論進行了補充和總結。
此外,美國數(shù)學家斯通研究了剖分空間的可度量性,1948年證明了度量空間是仿緊的等結果。捷克數(shù)學家切赫建立起緊致空間的包絡理論,為一般拓撲學提供了有力工具。他的著作《拓撲空間論》于1960年出版。近幾十年來拓撲空間理論仍在繼續(xù)發(fā)展,不斷取得新的成果。
收縮核
收縮核是具有特殊性質的子空間。設X為拓撲空間,A是X的子空間,若存在連續(xù)映射r:X→A使得當x∈A時,r(x)=x,即r|A=1(1為A上恒同映射),則稱A為X的收縮核,稱r為收縮映射或保核收縮。實際上,收縮映射r是A上恒同映射1在X上的擴張。若A是它的在X中的某個鄰域U的收縮核,則稱A為X的鄰域收縮核。
核
位勢論的基本概念。在位勢論中,所謂核,常指一般位勢的核(參見“一般位勢”)。這時若K(x,y)≥0恒成立,則稱K為正核;令K′(x,y)=K(y,x)(K′稱為K的轉置核),若K′=K,則稱K為對稱核;當Ω為阿貝爾群且有K(x,y)=K(x-y)時,則稱K為平移不變核;若對于任意有緊支集的μ,有:
則稱K為正定核。此外,還有各種廣義形式的核,如測度核、廣義函數(shù)核等。
位勢論
現(xiàn)代分析數(shù)學領域的一個分支,主要研究各種形式的位勢(函數(shù))和與其密切關聯(lián)的調和函數(shù)、上(下、超、次)調和函數(shù)族的各種性質及其應用。經典位勢論的主要研究工具是微積分,并與微分方程、復變函數(shù)論緊密關聯(lián);現(xiàn)代位勢論以拓撲、泛函分析與測度論、廣義函數(shù)等為主要工具,與分析數(shù)學領域的諸多分支相互滲透并和隨機過程建立了深刻的內在聯(lián)系。位勢論起源于物理學的萬有引力學說和靜電學,遠在1733年,拉格朗日(Lagrange,J.-L.)就注意到引力場是一個函數(shù)(稱為牛頓位勢)的梯度。在三維歐氏空間,一個單位質點ε的引力場在點x(x≠y)的牛頓位勢等于把一個單位質點從無窮遠移到點x所做的功,其值是1/|x-y|。因此,一個質量分布μ的引力場在x的牛頓位勢是:
1772年,拉普拉斯(Laplace,P.-S.)證明了,在不分布質量的地方,位勢滿足拉普拉斯方程。這樣,物理問題便化為求解偏微分方程的數(shù)學問題。
從18世紀到19世紀末,位勢論的研究限于n維歐氏空間上的牛頓位勢(n≥3)和對數(shù)位勢(n=2),即所謂經典位勢論。其中心問題之一是古典狄利克雷問題的求解。1823年,泊松(Poisson,S.-D.)就球域情形給出了解的積分公式; 1828年,格林(Green,G.)對邊界充分光滑的有界區(qū)域,從物理直觀出發(fā)并借助于格林函數(shù)給出了解;1840年,高斯(Gauss,C.F.)采用變分法解決了平衡問題并得出狄氏問題的新解法。這兩個問題與掃除問題相關聯(lián),此后一直被稱為位勢論三大基本問題。855年,狄利克雷(Dirichlet,P.G.L.)和黎曼(Riemann,(G.F.)B.)利用所謂狄利克雷原理給出了解。此外,還有龐加萊(Poincaré,(J.-)H.)的掃除法,施瓦茲(Schwarz,H.A.)的交錯法等。但是,由于缺乏足夠的數(shù)學工具,這些解法是不嚴密的,需要附加條件。另外,在這一時期的主要成果還有:1839年,埃恩蘇(Earnshaw,E.)證明狄氏解的極值原理;1850年,黎曼把位勢論與函數(shù)論作統(tǒng)一處理,揭示了格林函數(shù)和位勢同保形映射之間的密切聯(lián)系;1886年,哈納克(Harnack,C.G.A.)建立哈納克不等式及哈納克收斂原理。此外,關于諾伊曼問題及多重調和函數(shù)的研究也有不少成果。這樣,直到19世紀末,位勢論的三個基本原理,即極小值原理、收斂性質及狄利克雷問題的可解性已基本建立,它為現(xiàn)代位勢論的發(fā)展作了很好的準備。
20世紀以來,由于深入應用現(xiàn)代函數(shù)論、測度和積分的理論、泛函分析、一般拓撲學、抽象代數(shù)、現(xiàn)代概率論的思想和方法,位勢論得到蓬勃發(fā)展,開辟了新的研究方向,創(chuàng)造了新的方法,成為分析數(shù)學領域中比較徹底完成了現(xiàn)代化變革的一個分支,也影響了其他數(shù)學分支的發(fā)展。