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Equicontinuous family(Definition X.2.5)とその sup/inf の連続性(Proposition X.2.6)

  • Equicontinuous family(Definition X.2.5)とその sup/inf の連続性(Proposition X.2.6) #Card
    • 同程度連続族の定義と、有限値をとる限り sup/inf が連続になることの証明の骨子は。

$\mathcal{F}\subset\mathbb{R}^X$ が equicontinuous :⟺ 各 $x,\varepsilon>0$ に対し $U\in\mathcal{N}_X(x)$ が存在し $|f(u)-f(x)|<\varepsilon$($\forall u\in U,\ \forall f\in\mathcal{F}$)— 近傍の選び方が $f$ に依存しないのが同程度連続性の核。

Prop X.2.6: $\mathcal{F}$ が equicontinuous なら $\sup\mathcal{F},\inf\mathcal{F}$ は(無限値を取らない限り)連続。証明: cards/topology/semicontinuous-function(Lemma X.2.4)で $\sup\mathcal{F}$ は自動的に lower 半連続、同程度連続性から upper 半連続も従う(両側から挟む)ので連続。

Lemma X.2.7: $\mathcal{F}$ が同程度連続かつ各点で有界なら、$\mathcal{F}$ の任意の部分族の sup 全体もなお同程度連続 — Arzelà–Ascoli 型定理(関数空間のコンパクト性判定)の下準備。