콜모고로프 공간

일반위상수학에서, 콜모고로프 공간(Колмогоров空間, 영어: Kolmogorov space) 또는 T0 공간(영어: T0-space)은 서로 다른 두 점을 열린집합으로 구별할 수 있는 위상 공간이다. 가장 약한 형태의 분리공리를 만족시킨다.

위상 공간분리공리
T0콜모고로프 공간
T1 
T2하우스도르프 공간
T우리손 공간
완전 T완비 하우스도르프 공간
T3정칙 하우스도르프 공간
T티호노프 공간
T4정규 하우스도르프 공간
T5완비 정규 하우스도르프 공간
T6완전 정규 하우스도르프 공간

정의편집

위상 공간  의 두 점  에 대하여, 다음 두 조건이 성립한다면 두 점이 위상수학적으로 구분 불가능(位相數學的-區分不可能, 영어: topologically indistinguishable)하다고 한다.

  • 모든 열린집합  에 대하여,  라면  이다.
  • 모든 닫힌집합  에 대하여,  라면  이다.

이는 위상 공간 위의 동치 관계를 이룬다.

콜모고로프 공간은 위상수학적으로 구분 불가능한 두 점이 항상 같은 점인 공간이다.

위상 공간   위에, 위상수학적 구분 불가능성에 대한 몫공간  을 취할 수 있다. 이를  콜모고로프 몫공간(Колмогоров-空間, 영어: Kolmogorov quotient)이라고 하며, 이는 항상 콜모고로프 공간이다. 범주론적으로, 콜모고로프 공간들의 범주  는 모든 위상 공간들의 범주  반사 부분 범주이다. 즉, 포함 함자  왼쪽 수반 함자

 
 

가 존재하며,  는 주어진 위상 공간을 그 콜모고로프 몫공간에 대응시킨다.

성질편집

모든 T1 공간은 콜모고로프 공간이다. 모든 차분한 공간은 콜모고로프 공간이다. 즉, 다음과 같은 포함 관계가 성립한다.

위상 공간 ⊋ 콜모고로프 공간 ⊋ T1 공간차분한 공간

콜모고로프 공간의 부분 공간은 항상 콜모고로프 공간이다. 그러나 콜모고로프 공간의 몫공간은 콜모고로프 공간이 아닐 수 있다.

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콜모고로프 공간이 아닌 위상 공간편집

두 개 이상의 원소를 갖는 비이산 공간은 콜모고로프 공간이 아니며, 이 경우 콜모고로프 몫공간은 한원소 공간이다.

실수선 위의 제곱 적분 가능 실수값 함수들의 집합  반노름

 

을 주자. 이는 콜모고로프 공간이 아니다. 예를 들어, 영집합   위의 표시 함수  의 경우

 

이므로, 서로 구분할 수 없다. 이 경우 콜모고로프 몫공간은 힐베르트 공간  이다.

T1 공간이 아닌 콜모고로프 공간편집

T1 공간이 아닌 콜모고로프 공간의 가장 간단한 예는 시에르핀스키 공간이다. 보다 일반적으로, 가환환스펙트럼은 일반적으로 T1공간이 아니지만, 항상 콜모고로프 공간이자 차분한 공간이다.

참고 문헌편집

외부 링크편집