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位相体は連結であるか完全不連結である

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はじめに

タイトルにもある通り位相体は連結であるか完全不連結であることが知られています。今回はこのことを示します。

本編

位相体$K$は連結であるか完全不連結である。

$0$の連結成分を$C$とおきます。
$C=\{0\}$のとき、各$a \in K$ の連結成分は$\{a\}$なので完全不連結です。
$C$$0$以外の元$x$を含むとき、任意の$0 \neq y \in K$に対して、$f: K \rightarrow K, z \mapsto zx^{-1}y$は連続なので、$f(C)$は連結です。$0 \in f(C)$なので連結成分の定義から$f(C) \subset C$が成り立ちます。さらに$xx^{-1}y = y \in f(C)$なので$y \in C$を得ます。$y$の任意性から$C=K$が従い、$K$が連結であると分かります。

おわりに

位相群の連結性についても非常に面白い命題があります。著者が特に気に入っているのは、

  1. 位相群$G$の単位元$e$を含む連結成分$N$$G$の閉正規部分群である
  2. 連結位相群$G$の完全不連結正規部分群$N$は中心$Z( G)$に含まれる

の2つです。

投稿日:6日前
更新日:2日前
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