27
$\开始组$

X美元$完成$\mathop{CAT}(0)$-空间和$K\子集X$是一个紧子集。是真的吗千美元$是否紧凑?

评论:

  • 凸壳千美元$=所有交叉点关闭包含千美元$.

  • 空间是不是假定为局部紧的

  • 这个问题在6.B中提到过$_1$(f) Gromov的“无限群的渐近不变量”(1993)。

  • 我相信有一个反例,甚至在负压缩曲率的情况下(在亚历山德罗夫的意义上)。

$\端组$
11
  • 1
    $\开始组$ 也许值得指出的是,即使$K$只包含3个点,这看起来也很难。 $\端组$ 评论 2009年11月24日2:47
  • $\开始组$ 是的,我认为这几乎是同一个问题。(如果有人想建立一个反例,那么我的问题就更容易了。) $\端组$ 评论 2009年11月24日17:50
  • $\开始组$ 安东,当X是希尔伯特空间时,你有证据吗? $\端组$ 评论 2009年12月9日20:30
  • $\开始组$ 当然——这几乎微不足道 $\端组$ 评论 2009年12月10日2:56
  • $\开始组$ 你愿意解释一下希尔伯特太空案例的证据是如何运作的吗?那里有许多紧凑的子集。 $\端组$ 评论 2009年12月10日3:49

8个答案8

重置为默认值
5
$\开始组$

它很快就从定义中得出了闭合球是凸的。

[证明:设p,q在半径R的球中约为o,x位于从p到q的测地线上,然后$d(o,x)\leqd(\bar{o},\bar{x})$,其中第二个量位于欧几里德空间中的比较三角形中。但现在$d(\bar{o},\bar})\leq \max

因此,如果您假设CAT(0)空间是适当的(正如人们经常做的那样),这意味着闭合球是紧凑的,那么您需要的属性如下。

也许这不是你感兴趣的案件。我不知道在不恰当的案件中会发生什么。

$\端组$
1
  • 2
    $\开始组$ 对于这个答案,我似乎得到了各种各样的评价!也许我应该评论一下,当我写这篇文章时,安东并没有明确表示他对适当的案件不感兴趣。 $\端组$ 评论 2009年11月23日22:50
5
$\开始组$

我认为X美元$构造自千美元$我觉得总是很紧凑。任何措施$\亩$千美元$有重心$c美元$,定义为最小值x美元$的平均值$d(x,y)^2$具有美元$采样自$\亩$.Borel系列测量千美元$弱-*拓扑中的Banach Alaoglu定理是紧致的,我的直觉是重心的位置相对于这个拓扑是连续的。(如果这种直觉是错误的,那么这篇文章的其余部分就不那么有趣了。)这与凸包不同,但作为一种可能的近似,它看起来很有趣。

严格凸壳中的任意点千美元$(不是它的闭包)是通过对有限列表中的点对进行一系列二进制操作来实现的。点的初始列表位于千美元$,然后是某些对x美元$年美元$提出新观点$z(美元)$根据定义,$z(美元)$在远处美元$一路走来x美元$美元$。此描述归纳了对初始点集的度量。例如,假设我们从$x_1、x_2、x_3、x_4\单位:K$,然后抓住要点y_1美元$那就是p_1美元$沿着测地线$x_1$$x_2美元$和要点y_2美元$那就是$p_2美元$沿着测地线$x_3$$x4美元$最后,重点$z(美元)$q美元$一路走来y_1美元$y_2美元$。原始点列表上的诱导度量是$qp_1[x_1]+q(1-p_1)[x_2]+(1-q)p_2[x_3]+(1-q)(1-p_2)[x_4]$这个量表有一个重心$c美元$我想知道有多远$c美元$可以来自$z(美元)$.如果X美元$恰好是一个向量空间,那么$c=z$,但总的来说,它们并不相等。

凸壳和重心中的点是相互概括的。从基本点列表开始$x_1,\ldots,x_n\单位:K$,有一个千美元$-用替换权重的ary运算千美元$点的重心。如果以加权树的模式重复这些操作$T(美元)$,然后计算生成一个点$z(美元)$可能位于凸面外壳中(如果$T(美元)$是二进制的),或者可以是重心(如果$T(美元)$是灌木),或者可以是介于两者之间的各种东西。现在假设$T(美元)$是一棵复杂的树。我们可以把它压扁成为灌木美元T_1$得出一个点$z_1$.然后我们可以用各种方式来展现$T_1美元$逐步接近$T=T_n$假设第一段,有界深度的树可以到达的点是一个紧集。我对$\text{CAT}(0)$空间来得出任何结论,但似乎有可能$z_k美元$接近终点$z=z_n$足够快以建立紧密度。或者,如果这种情况没有发生,那么这可能是反对凸包紧致性的证据。

(需要明确的是,这只是一个建议,而不是解决方案。)


这里是另一种表述提案的方式,不直接使用重心,尽管事实上重心集是紧凑的。

对于任何$0\le p\le 1美元$,有一个二进制操作$x\心型套装_p y$关于中的点$X美元$根据定义,$x\心型套装_p y$是重点吗$z(美元)$这样的话$d(x,z)=pd(x,y)$$d(y,z)=(1-p)d(x,y)$.让$x_1,\ldot,x_n$是中的点列表千美元$,可能需要重复。然后每个字$w美元$在以下方面千美元$用这个符号表示的是一个点$z\以X表示$。我们也可以计算欧氏单纯形顶点中的相同单词$\增量{n-1}$.因此我们得到了一个连续映射$f_T:\增量{n-1}\到X$那只取决于树的结构$T(美元)$属于$w美元$.这两张不同树木的地图彼此相距多远?(有$(2n-3)$独特的树木。)如果你对距离有足够的控制,那么千美元$结构紧凑。更准确地说,希望找到词语空间的紧凑化,以便评估图不断扩展。

例如,如果$n=3$,我们可以定义三个点的三个树中心$x,y,z$,即$x\heartsuit_{1/3}(y\heartsuit_{1/2}z)$及其循环排列。在一个$\text{CAT}(0)$空间?例如,在与欧氏空间相对的树中,单位等边三角形的树中心最多相距1/3。


在我关于可能的反例的另一篇帖子的评论中,安东还要求提供参考。我找到了报纸Banach空间中的非膨胀收缩由Kopecká和Reich撰写。他们说,

定理2.10的这个证明在任何Hadamard空间中都同样适用,其中有限个点的闭凸包是紧的。因此,高原问题可以在这样的空间中解决。不幸的是,尚不知道哪些Hadamard空间具有此属性。然而,在[We,定理1.6]中显示,Plateau的问题可以在每个Hadamard空间中解决(无论它是否具有此属性)。"

他们的定理2.10是一个有趣的、更强大的性质,他们从Anton的性质中得出:每个紧集千美元$包含在紧凑的1-Lipschitz缩回空间中X美元$显然,这种收缩也是凸的,因此千美元$内部结构紧凑。此外,他们定理2.10的主题正是我的示例2,因此该示例不起作用。此外,Anton的属性在文献中已经有了一个名称,他们称之为CNEP,并且他们简化为以下情况千美元$是有限的。最后,截至2006年,这些作者将其描述为一个公开问题。

$\端组$
10
  • $\开始组$ 我怀疑它是否有效,但它很有趣。如果我理解了给定的集合$K$,你想考虑一个集合序列$K_n$,其中$K{n+1}$是概率测度的重心集合,在$K_n$。事实上,所有$K_n$都是紧凑的。设$\epsilon_n$是从$K_n$到$K_{n+1}$的Hausdorff距离。然后就可以显示$\sum\epsilon_n<\infty$。但是到目前为止,我没有找到任何方法来估计$\epsilon_n$,我甚至无法显示未知控制序列$\epsilon_n\to0$。。。(我可能还遗漏了你的答案) $\端组$ 评论 2009年12月6日20:55
  • $\开始组$ 顺便说一句,有一种很好的方法来考虑度量空间中的凸壳,这在Lang-Schroeder关于Kirszbraun定理的论文中有所描述。特别是,他们考虑您描述的度量(好的,只有在K是有限的情况下,但这并不重要)。 $\端组$ 评论 2009年12月6日20:56
  • $\开始组$ 乍一看,你的话很好地概括了我想表达的观点。当然,提案从来都不是完全严格的,我也不确定我的树木图片中是否有比你的套装版本更多的东西。 $\端组$ 评论 2009年12月6日21:06
  • $\开始组$ (1) 很容易看出$\epsilon_n$是非递增的。(2) 对于$\mathop{CAT}(-1)$,我们得到了更多的$\epsilon_{n+1}\le\epsilen_n-C\cdot\epsiln_n^2$。(3) 您还可以如上所述定义$K_{n+1}$,或者将其定义为以$K_n$结尾的所有测地线的并集也许有人能从中得到一些东西。。。 $\端组$ 评论 2009年12月9日17:01
  • $\开始组$ 我想你意识到了这一点,但不管怎样,还是要这样。您已经表明,对于$\text{CAT}(-1)$空格,您没有足够的摆动空间让$\epsilon_n$的和发散。您的上限和谐发散。 $\端组$ 评论 2009年12月10日17:46
4
$\开始组$

为一个悬而未决的问题提供一周的奖金有点荒谬,但这可以被视为征求意见。因此,这里有一些可能的$\text{CAT}(0)$空间的构造,它们不是局部紧凑的,可以从中学习一些东西。

  1. 设$X$是$\text{CAT}(0)$空间,设$a$是具有有限Borel测度$\mu$的紧致拓扑空间。则连续函数$C(A,X)$的空间具有以下定义的距离$$d(f,g)^2=\int_A d(f(t),g(t))^2 d\mu$$通常$C(A,X)$是不完整的,但我们可以认为它是完整的。我认为它的完成可以称为$L^2(A,X)$,我认为它是$\text{CAT}(0)$。

  2. 如果$H$是一个复Hilbert空间,那么在$H'=\mathbb{C}\oplus H$上有一个不定内积,由$$\langle\alpha\oplus v,\beta\oplus-w\rangle=\langle\ alpha,\beta \rangle-\langle v,w\range$$我们可以考虑$H'$中的向量具有正的自内积和正的第一分量,除以复相。这是$\mathbb的Hilbert空间版本{C} H(H)^\infty$,采用自然Fubini-Study指标。我想这只是$\mathbb的直接限制的度量完成{C} H(H)^新币。

  3. $C^*$-代数$A$既有可逆算子的一般线性群$\text{GL}(A)$,又有酉算子的酉群$\text{U}(A)$。您可以查看陪集空间$\text{GL}(A)/\text{U}(A)$,它是$\text}CAT}(0)$同构空间$\text{GL}(n,\mathbb{C})/\text{U}(n)$的无限维模拟。假设$A$有一个有限的忠实跟踪$\tau$。然后我认为$\tau$给出了$\text{GL}(a)/\text{U}(a)$上的黎曼度量。同样,你必须完成,因为这包括第一次施工的特殊情况。我想,虽然在本例中我真的不太理解,但度量是$\text{CAT}(0)$。

在这些情况下,你可以问紧集的闭凸包是否紧。起初我认为答案可能已经是否定的。希望您可以为一些小区域$R\子集X$创建一个包含$L^2(a,R)$的凸包。如果发生这种情况,那么它就不是紧凑的。但我不确定这会发生。


正如安东在其建议的答案中所说,这些分析构造实际上只是获取有限维流形无限极限的奇特方法。我想这就是直觉的来源,可能有一个反例。具体来说,让我们取$\text{GL}(n,mathbb{C})/\text{U}(n$$)$,正$n次n$Hermitian矩阵的齐次空间。(或者真实的版本也可以。)正如安东所说,你可以取三个点$x,y,z$,然后观察它们凸面外壳的内半径。您不妨让$x$作为单位矩阵,然后在有趣的情况下,$y$和$z$是另外两个严重无法交换的矩阵。用计算机在凸包中找到许多点并不难,但目前我没有太多直觉。

即使内半径很小,如果里面有一个圆盘,半径在下面,并且尺寸在增加,那就足够了。

$\端组$
5
  • 2
    $\开始组$ 我只是想引起大家对这个问题的关注(我不知道还能用分数做什么)。 $\端组$ 评论 2009年12月8日4:37
  • $\开始组$ 我同意这是一个很好的问题。我认为开放问题标签可能是你能做的最好的。对于一个你可以考虑在一周内回答的问题,奖励积分更有意义。例如,你可以询问一个公开问题的已知情况,并在一周内得到一个好的答案。(也许一周的限制很糟糕,但目前他们无法改变。) $\端组$ 评论 2009年12月8日5:02
  • $\开始组$ 此外,Anton,该软件的作者认为你通常应该“做”的是保留分数,作为对你“声誉”的评级。当然,这只是一场游戏。 $\端组$ 评论 2009年12月8日18:33
  • $\开始组$ 顺便说一句,如果有人能给我一个关于这个问题的参考,我会非常高兴:) $\端组$ 评论 2009年12月8日23:42
  • $\开始组$ 如果存在这样的参考文献,那么很难找到。可能正确的结论是,你对唯一测地线空间的紧性有了一个新的定义。 $\端组$ 评论 2009年12月9日0:47
4
$\开始组$

关于一个可能的反例。百万美元$是黎曼流形$x、y、z\单位:M$.可以测量凸包内球的最大半径$\{x,y,z\}$,随它去吧$r(M,x,y,z)$.

有可能找到一个序列吗M_n美元$的负弯曲n美元$-带点的维流形M_n中的$x_n、y_n、z_n$这样的话$|x_ny_n|=|y_nz_n|=| z_nx_n|=1$$r(M_n、x_n、y_n、z_n)$保持有界远离零$n\to\infty$?

如果答案是“是”,那么它应该导致反例。我们的论点“关于每个凸面……”可能会有所帮助。

$\端组$
2
$\开始组$

这里引用了Niculescu和Rovenţa的论文“全局非正曲率空间中的Schauder不动点定理”,http://www.hindawi.com/journals/fpta/2009/906727.html,内政部:10.1155/2009/906727

[在CAT(0)空间中]“有限子集的凸壳不一定是闭合的,但当这种情况发生时,我们可以提到两个重要的例子。第一个是Hilbert空间。事实上,在任何局部凸Hausdorff空间中,如果是紧凸子集,那么它们并的凸壳也是紧的。参见Day的专著[9]。”

两个结论:1)对于Hilbert空间,结果成立。2) 他们声称有限集的凸壳不一定是闭合的,因此不一定是紧的。

$\端组$
4
  • 1
    $\开始组$ Anton问封闭凸壳是否紧凑,而不是凸壳是否封闭。 $\端组$ 评论 2009年12月9日22时13分
  • $\开始组$ 在Hausdorff空间中,如果一个子集不是封闭的,那么它就不是紧的。 $\端组$ 评论 2009年12月9日22:34
  • $\开始组$ 好吧,看看上面凸面外壳的定义 $\端组$ 评论 2009年12月9日23:07
  • $\开始组$ 哦,你正在考虑封闭凸壳。对不起,我误解了。 $\端组$ 评论 2009年12月9日23:16
2
$\开始组$

如果不考虑CAT(0)条件,而是考虑较弱的非正曲率概念,则会出现反例。公制空间上的二元组合可以区分连接它们的每对测地线(参见测地双梳). 如果某个同行属性适用于二元组合的测地线,则二元组合称为圆锥。例如,CAT(0)空间或更一般的Busemann空间的唯一测地线是圆锥二元组合。如果X美元$是一个完整的度量空间,并且美元\西格玛$一个圆锥形的二元结构X美元$,然后$(X,\sigma)$称为广义非正曲率空间。

我们的文章我们证明了存在一个广义非正曲率空间,它有一个有限子集,其闭美元\西格玛$-凸壳不紧凑。在这里美元\西格玛$-凸壳的定义很明显,只使用了二次组合的测地线美元\西格玛$。在我看来,这个例子有力地证明了这个问题很可能有一个否定的答案。

$\端组$
1
$\开始组$

这里有一个例子,为什么紧致集的凸包(而不是“凸闭包”)不必是紧致的。因此,这与最初的问题无关,但它非常接近,所以我将把它留在这里(如果有人希望我删除它,我也可以这样做)。

考虑带有度量的空间$X=[0;1]^\mathbb{N}=Map(\mathbb{N},[0;2])$$d(f,g):=\sqrt{\sum_{n\in\mathbb{n}}(frac{|f(n)-g(n)|}{2^n})^2}$。我认为这个空间是$\prod_{I\in\mathbb{N}}[0;2^{-I}]$。我想声明如下:

1) 此度量所产生的拓扑是产品拓扑。

2) 凸组合是逐点取的。即从$f$到$g$的测地线是$t\mapsto(1-t)f+tg$(未按弧长参数化)。

3) $X$是一个局部紧凑的完整CAT(0)空间。

4) 子集$K=Map(\mathbb{N},\{0;1\})$是紧凑的(Tychonoff)。特别是乘积拓扑与子空间拓扑是一致的。

5) 它的凸包由所有映射$f:\mathbb{N}\rightarrow[0;1]$的集合给出,因此Im$(f)$是有限的。(很明显,这个集合在凸组合下是封闭的,所以还有待证明,这个集合中的每个元素都可以写成$K$元素的凸组合)。

6) 因此,它的凸包不是闭合的,不能是紧凑的(因为$X$是Hausdorff)。

$\端组$
2
  • 2
    $\开始组$ 一切都是正确的,但“我的凸包”是封闭的定义。 $\端组$ 评论 2010年2月18日18:42
  • $\开始组$ 啊tnx。我更正了我的帖子。 $\端组$ 评论 2010年2月18日23:12
1
$\开始组$

具有以下功能额外的假设:千美元$结构紧凑,连通局部凸,然后在中证明https://arxiv.org/pdf/1304.4147.pdf那个千美元$是凸的(定理1.1)。在这种情况下,$co(K)=K$结构紧凑。

Carlos Ramos-Cuevas:凸性是CAT(κ)空间的局部性质,arXiv公司:1304.4147

$\端组$

你的答案

单击“发布您的答案”,表示您同意我们的服务条款并确认您已阅读我们的隐私政策.

不是你想要的答案吗?浏览已标记的其他问题问你自己的问题.