Lexikon der Mathematik: uniformer Raum
ein Paar \((X,\ {\mathcal{U}})\) bestehend aus einem Raum X und einem System \({\mathcal{U}}\) von Teilmengen von X × X (auch uniforme Struktur genannt) mit folgenden Eigenschaften:
- Δ ∈ U für alle \(U\in {\mathcal{U}}\);
- mit \(U\in {\mathcal{U}}\) ist auch \({U}^{-1}\in {\mathcal{U}}\)
- ist \(U\in {\mathcal{U}}\), so existiert ein \(V\in {\mathcal{U}}\) mit V ○ V ⊆ U;
- sind \(U,\ V\in {\mathcal{U}}\), so ist auch \(U\cap V\in {\mathcal{U}}\);
- ist \(U\in {\mathcal{U}}\) und U ⊆ V ⊆ X × X, dann ist \(V\in {\mathcal{U}}\).
Dabei ist
Die Familie \({\mathcal{U}}\) heißt dabei separierend, wenn \({\bigcup}_{U\in {\mathcal{U}}}U={\rm{\Delta}}\) gilt.
Jedes System von Pseudometriken auf X induziert eine separierende uniforme Struktur. Sind d1 und d2 Pseudometriken auf X, dann auch d1 ∨ d2, definiert durch
Eine Familie \({\mathcal{D}}=\{{d}_{i}\}\) von Pseudometriken auf X nennt man ein System, wenn gilt:
- \({d}_{1},{d}_{2}\in {\mathcal{D}}\Rightarrow {d}_{1}\vee {d}_{2}\in {\mathcal{D}}\)
- ist x ≠ y, so existiert ein \(d\in {\mathcal{D}}\) mit d(x,y) ≠ 0.
Ist \({\mathcal{D}}\) ein System von Pseudometriken auf X, so bilden die Mengen {(x, y) ∈ X × X : d(x, y) < ϵ}, wo \(d\in {\mathcal{D}}\) und ϵ > 0 ist, eine separierende uniforme Struktur auf X. Umgekehrt wird jede separierende uniforme Struktur durch ein System von Pseudometriken induziert.
Uniforme Räume tragen eine Topologie: Eine Teilmenge O ⊆ X ist dabei offen genau dann, wenn es zu jedem x ∈ O ein \(U\in {\mathcal{U}}\) gibt mit U[x] ⊆ O; dabei ist U[x] = {y : (x, y) ∈ U}. Ist \({\mathcal{U}}\) separierend, so ist die von \({\mathcal{U}}\) induzierte Topologie Hausdorffsch.
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