距离空间的概率列紧性论文

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距离空间的概率列紧性论文

  【摘要】 讨论了距离空间中集合的概率列紧性,在一定的条件下证明了距离空间中的概率列紧性是可分的。

距离空间的概率列紧性论文

  【关键词】 距离空间; 三角范数; 列紧性

  1 基本概念

  定义1.1[1] (X,F)称为距离空间,X为抽象集,映射F :X×X×X→0 (简记 F(a,b,c)=Fabc, Fabc(t)表示Fabc 在实数t 的值)满足下列条件: ⑴ Fabc(0)=0; ⑵ 衋,b∈X, a≠b 鯿∈X,t0>0,使得Fabc(t0)<1>0,当a,b,c 中至少有二元相等; ⑷ Fabc=Facb=Fbca; ⑸ Fabc(t1)=Facb(t2)=Fbca(t3)=1軫abc(t1+t2+t3)=1 。

  定义1.2 T 称为三角范数,且T 满足[0,1]×[0,1]×[0,1]→[0,1] 映射,T 还满足下列条件: ⑴ T(a,1,1)=a, T(0,0,0)=0; ⑵ T(a1,b1,c1)≤T(a2,b2,c2), 当a1≤a2≤,b1≤b2,c1≤c2 ; ⑶ T(a,b,c)=T(a,c,b)=T(b,c,a); ⑷ T[T(a,b,c),d,e]=T[a,T(b,c,d),e]=T[a,b,T(c,d,e)]。

  定义1.3 (X,F,T)称为Menger空间,满足下列条件: ⑴ (X,F)为距离空间; ⑵ T为三角范数; ⑶不等式Fabc(t1+t2+t3)≥T(Fabc(t1),Facb(t2),Fbca(t3)) 成立。

  定义1.4 设(X,F) 为距离空间,若

  ⑴ x1,x2,…,xn∈X,{xn} 收敛于X 充要条件为笑>0,λ>0,a∈X,鯪(ε,λ,α) 使得当n≥N(ε,λ,α) 时,有Fxxna(ε)>1-λ;

  ⑵ A糥,a 为A 的聚点充要条件为:对X 中的任意有限个点b1,b2,…,bn ,A中存在不同于a 的点列 {an},使得limn→∞Faanbj(t)=H(t)(j=1,2,…,n) ;

  ⑶ 称=A∪{A的聚点} 为A 的闭包。

  定义1.5 设(X,F) 为距离空间, X中的无穷集A 称为概率列紧集充要条件为A 的任一无穷子集A1 必然含有一个收敛的点列,即存在{an}糀1,a∈X ,使得an→a ,若X 是概率列紧集,则称(X,F) 为概率列紧空间。

  定义1.6 设(X,F) 为距离空间,ε>0,λ>0,A糥,B糥 ,若存在A 的有限子集A′={a1,a2,…,an} ,使得对任意的ai∈A′ ,有Faaib(ε)>1-λ(衎∈B) ,则称 A′是关于B 的一个(ε,λ) 网。

  定义1.7 距离空间(X,F) 具有性质K 充要条件为对任意的使F(abc(t)≠H(t) ,而 limn→∞Faban(t)=H(t),limn→∞Facan(t)=H(t) 成立的X 中的点列{an} 的limn→∞Faa′nn(t)=H(t),衋′∈X .

  定义1.8 (X,F)为距离空间,A糥 称为概率可分的充要条件为存在X 的可数子集B ,使得A .

  若X 为概率可分的.抽象集,称(X,F) 为概率可分距离空间。

  2 主要结论

  定理2.1 设(X,F,T) 为Menger空间,T 连续函数,A糥 是概率列紧的充分条件为笑>0,λ>0 及X 的任意有限子集B ,存在A 关于B 的(ω,λ) 网。

  证明:设B=b{b1,b2,…,bn} 是X 中的任一有限子集,笑>0,λ>0 ,取a1∈A ,若{a1} 不是A 关于B 的 (ε,λ)网,则必存在一点a2∈A,b12∈B ,使得Fa1a2b12 (ε)≤1-λ,若{a1,a2} 仍不构成A 点关于B 的(ε,λ) 网,则必存在a3∈A,b13,b23∈B ,使得Fa1a3b13(ε)≤1-λ ,Fa2a3b23(ε)≤1-λ。如此继续下去,我们便得到A 的有限子集 A′={a1,a2,…,an}为A关于B 的(ε,λ) 网。

  若不然,依上法便得到A 中的点列{an} 及B 中的点列b12,b13,b23,…,b1m…,bb-1m,… 使得:

  Faiajbij(ε)≤1-λ i≠j(1)

  因A糥 是概率列紧集,且{an}∈A ,ai≠aj(i≠j) ,故存在{an} 的子列{ank} 及a∈X ,使得ank →a 。

  因为T 连续函数,则对上述的λ>0 ,存在λ′>0 ,使得T(1-λ′,1-λ′,1-λ′)>1-λ 。

  又因B 为有限集及ank→a ,故对上述ε>0,λ′>0 存在自然数1,当k≥1 时,对衎∈B ,有:

  Faankb(ε3)>1-λ′(2)

  特别的,有 Faan1b(ε3)>1-λ′

  又对笑>0 ,λ′>0 及an1 ,存在自然数S ,当k≥s 时,有

  Faanka(ε3)>1-λ′(3)

  取k=max{1,s} ,当k≥K 时,⑵、⑶式都成立,故对衎∈B ,有:

  Fan1ankb(ε)≥T(Faankb(ε3),Faan1b(ε3),Faan1ank(ε3))≥T(1-λ′,1-λ′,1-λ′)>1-λ

  这与⑴式矛盾,故A′ 为A 关于B 的(ε,λ) 网。

  定理2.2 (X,F) 为距离空间,A糥,a∈X ,a 为A 的聚点充要条件为存在Fabc(t)≠H(t),a,b,c∈X 及点列{an}糥,an≠a,i≠1,2,…,n,使limn→∞Faba(t)=H(t),limn→∞Fcan(t)=H(t) 。

  定理2.3 设(X,F,T) 为2睲enger空间且具有性质K ,T连续,A糥 为概率列紧的充分条件是 A为概率可分的。

  证明:取c,d∈X,c≠d ,则有e∈X,t0>0 ,使得Fcde(t0)<1 ,因为A 为概率列紧集,由定理2.1知,衝∈N ,存在A 关于{c,d,e} 的(1n,1n) 网Bn ,令B=Y∞n=1Bn ,则B 为可数集.以下证A肌

  任取a∈A ,由 B的定义,存在bn∈B 使得Fabnc(1n)>1-1n;Fabnd(1n)>1-1n;Fabne(1n)>1-1n 。于是对B 中的点列{bn} ,有:

  limn→∞Fabnc(t)=H(t) (4)

  limn→∞Fabnd(t)=H(t) (5)

  limn→∞Fabne(t)=H(t) (6)

  因为Fade(t0)<1 ,而有Fabe(t)≠H(t) ,Face(t)≠H(t) ,Fade(t)≠H(t) 至少有一个成立。

  若不然,由 Fabe(t03)=1,Face(t03)=1 ,Fade(t03)=1 及定义1.5得到Fcde(t0)=1 。

  不妨设Face(t)≠H(t) ,因(S,F,T) 所具有的性质及⑷、⑸式成立,由定理2.2,已知 a是B 的聚点,而有a∈ ,进而A ,A 是概率可分的。

  推论 设(X,FT) 为Menger空间, (X,F,T)是概率列紧距离空间充分条件为(X,FT) 是概率可分距离空间。

  【参考文献】

  1 曾文智.概率2簿嗬肟占.数学研究与评论,1987,7(2):241~245.

  2 熊道统.2簿嗬肟占淅砺.第1版,西安:陕西师范大学出版社,1992

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