Размерность Лебега или топологическая размерность — размерность, определённая посредством покрытий, важнейший инвариант топологического пространства. Размерность Лебега пространства обычно обозначается .

Определение

Для метрических пространств Для компактного метрического пространства размерность Лебега определяется как наименьшее целое число , обладающее тем свойством, что при любом существует конечное открытое -покрытие , имеющее кратность ;

При этом

-покрытием метрического пространства называется покрытие, все элементы которого имеют диаметр , а кратностью конечного покрытия пространства называется наибольшее такое целое число , что существует точка пространства , содержащаяся в элементах данного покрытия.

Для топологических пространств Для произвольного нормального (в частности, метризуемого) пространства размерностью Лебега называется наименьшее целое число такое, что для всякого конечного открытого покрытия пространства существует вписанное в него (конечное открытое) покрытие кратности .

При этом покрытие называется вписанным в покрытие , если каждый элемент покрытия является подмножеством хотя бы одного элемента покрытия .

Примеры Нульмерные пространства: одноточечное пространство, дискретное пространство, канторово множество. См. также нульмерное пространство. Одномерные пространства: окружность, треугольник Серпинского, ковёр Серпинского, губка Менгера См. также кривая Урысона

Свойства Неравенство

выполняется при одном из следующих требований на топологические пространства и : метризуемость, компактность, локальная компактность и паракомпактность. Существуют примеры пар пространств для которых это неравенство нарушается; это неравенство может также оказаться строгим, например для некоторых пар поверхностей Понтрягина. Размерность Лебега метрического пространства не превосходит его размерности Хаусдорфа. Более того, размерность Лебега метризуемого сепарабельного пространства совпадает с точной нижней гранью размерностей Хаусдорфа по всем метрикам на . Теорема Остранда о крашенной размерности: нормальное пространство имеет размерность тогда и только тогда, когда для любого локально конечного открытого покрытия пространства существует вписанное покрытие , которое состоит из подсемейств таких, что каждое подсемейство состоит из непересекающиеся между собой множеств.

История Впервые введена Анри Лебегом. Он высказал гипотезу, что размерность -мерного куба равна . Лёйтзен Брауэр впервые доказал это. Точное определение инварианта (для класса метрических компактов) дал Павел Самуилович Урысон.

Примечания

Литература Александров П. С., Пасынков Б. А. Введение в теорию размерности. М.: Наука, 1973

Категория:Теория размерности Категория:Размерность пространства