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单词 Fuzzy度量空间和Fuzzy拓扑空间的度量化
释义

【Fuzzy度量空间和Fuzzy拓扑空间的度量化】
 

度量空间和拓扑空间的度量化理论是拓扑学中的基本理论。在Fuzzy拓扑学中,情形也是如此。由于层次结构的影响,使得这一研究更具复杂性和技巧性。在Fuzzy拓扑学中,度量概念有各种观点。但具有丰富内容且至今被认为是十分成功的度量理论是循B.Hutton和M.A.Erceg引入的度量而发展的。

1977年,在Fuzzy一致结构的基础上,Hutton称:

Z上的一个Fuzzy拟伪度量是LZ上的一个映射族D={D:LZ→LZ,r>0}满足条件(A1)→(A4);若D还满足(A6),则称为Z上的一个Fuzzy伪度量。这里

(A1)

(A2)D(A)≥A,

(A3)

(A4)Dr·Us≤Dr+s

(A6)Dr=Dr-1

Z上的Fuzzy(拟)伪度量拓扑定义为以{Dr(A):r>0,A∈为基生成的Fuzzy拓扑,并且被Hutton证明。

一个Fuzzy(拟)一致空间(LZ,D)可(拟)伪度量化,当且仅当具有可数基。

1979年,Ercey从推广子集间的Hausdorff距离入手,引入了Fuzzy(拟)伪度量的概念:

Z上的一个Fuzzy拟伪度量是一个映射P:LZxLZ→[0,∞]满足下面条件(M1)→(M4):

(M1)

P(A,A)=0,

(M2)P(A,C)≤P(A,B)+P(B,C),

(M3)

(ii)

(M4)设,若由;则由

对每个r>0,可自然联系一个映射Dr:LZ→LZ,Dr(A)=V,称{Dr:r>0}=Dp为p的相关邻域映射族,若还满足(A6),则称P为Z上的Fuzzy伪度量。Fuzzy(拟)伪度量拓扑仍如Hutton所定义的。Ercey指出,Dp是Hutton意义下的(拟)伪度量。从而从拓扑角度来看,Hutton引入的Fuzzy(拟)伪度量空间等价于Ercey所引入的。梁基华等指出,从度量角度来看,这两个概念是不等价的,并证明:

Ercey的Fuzzy拟伪度量由满足条件(A1)→(A5)的映射族{Dr:r>0}唯一确定且条件(A5)独立于(A1)→(A4).这里:(A5)

每个Fuzzy伪度量空间是正规的。Hutton在Fuzzy单位区间上构造了标准伪度量,其伪度量拓扑恰是其上的标准拓扑。与通常拓扑空间中的情形类似,1983年证明可数个可(拟)伪度量化的Fuzzy拓扑空间的积空间是可(拟)伪度量化的;若格值L具有可数生成集,则每个Fuzzy拟伪度量空间是Q-C1的;并且给出了Uryschn’s度量化定理的Fuzzy推广:

具有可数基的Fuzzy拓扑空间(LZ,δ)是可伪度量化的,当且仅当(LZ,δ)是正规是空间。

不久,刘应明利用嵌入定理给出了这一结果的一种简洁证明。

Hutton和Ercey关于Fuzzy度量空间的工作被公认为“无点派”的优秀成果。但是Fuzzy(拟)伪度量作为映射族比较复杂,尤其对称性不具几何直观,难以进行深入研究,因而希望对此进行直观描述。另一方面,Fuzzy伪度量是否具有通常伪度量的点式表示,是Fuzzy度量理论研究中饶有趣味的。Ercey(1979)首先考虑这一问题,但却未能成功。1983年,Hutton利用Fuzzy格的范畴积给出了Fuzzy伪度量的一种点式表示,由于范畴积结构的复杂性,依然不便使用。1987年,梁基华等建立了如下颇具几何直观的点式度量。

称映射d:P(Lz)xP(LZ)→[0,∞]是Lz上的一个点式(拟)伪度量,若d满足如下条件((P1)-(P3))(P1)→(P4)。这里P(LZ)表Z上的Fuzzy点全体且

(P1)若,则d(xλ,xβ)=0

(P2)对xλ,yβ,,存在使d(xλ,zγ)<d(xλ,yβ)+r

(P3)若,则,且

(P4)d(xλ,yβ)=d(yβ,xλ)

并且我们证明了上述点式(拟)伪度量等价于Ercey给出的(拟)伪度量。

利用这种有点式刻划,梁基华给出了Fuzzy(拟)伪度量空间可数乘性的构造性证明,说明Fuzzy(拟)伪度量空间中的网收敛可用此点式度量直观描述;特别是给出了Fuzzy拓扑空间的Smirnov-Nagata度量化定量:

具有σ-局部有限基的正则Fuzzy拓扑空间是可伪度量化的。

根据罗懋康(1985)构造的反例可知上述结论的逆命题一般不成立。从而寻求当格值L满足什么条件时能使上述结论的逆命题成立,也是一个值得进一步考虑的问题。

对于拓扑生成的Fuzzy拓扑空间,1990年,梁基华得到了更完美的结论:

1.拓扑生成的Fuzzy拓扑空间(LZ,δ)是可伪度量化的,当且仅当它的底空间是可伪度量化的。

2.若L具有可数生成集,(LZ,δ)是拓扑生成空间,则下面几条等价:①(LZ,δ)是可伪度量化的;②(LZ,δ)正则且具有σ-离散基;③(LZ,δ)正则且具有σ-局部有限基。

最近,彭育威对Ercey的Fuzzy拟伪度量定义进行了简化,证明:

映射P:LZ×LZ→[0,∞]是Ercey意义下的(拟)伪度量的充要条件是P满足如下条件((B1)-(B3))(B1)-(B4)

(B1)

(B2)P(A,C)≤P(A,B)+P(B,C)

(B4)若等价于若A′。这里表xλWaybelow于A。

当上述P限制在分子集上时,也可给出拟伪度量另一种点式刻划。

最后应该指出,虽然对Fuzzy(拟)伪度量的研究取得了较大的进展,但还有许多工作有待进一步深入,例如,Fuzzy伪度量空间与Fuzzy仿紧空间之间的协调关系、Fuzzy紧伪度量空间的研究,各种度量化定理的Fuzzy表现等。

【参考文献】:

1 刘应明.中国科学(A辑)1982;8

2 Uniformities on fuzzy topological spaces.Part Ⅱ,Fuzzy Math.1983.3(1)

3 梁基华.数学年刊,1985.6A(1)

4 罗懋康.四川大学学报(自然科学版),1985,4

5 Liu Ying-Ming.The analyses of fuzzy information(Ed J C Btzdek)1986,4

6 梁基华.数学学报,1987.6

7 王国俊.L-Fuzzy拓扑空间论.西安:陕西师范大学出版社,1988

(四川大学梁基华撰)

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