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	<title>Mathpedia - 利用者の投稿記録 [ja]</title>
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	<updated>2026-06-04T17:30:48Z</updated>
	<subtitle>利用者の投稿記録</subtitle>
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		<title>テンプレート:OnlyForWriters</title>
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		<updated>2021-05-02T14:12:28Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: ページの作成:「&amp;lt;includeonly&amp;gt;{{#set:    Visible to=whitelist   |Visible to group=writer   |Editable by=whitelist   |Editable by group=writer }}&amp;lt;/includeonly&amp;gt; &amp;lt;noinclude&amp;gt; &amp;lt;templatedata&amp;gt; {…」&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;&amp;lt;includeonly&amp;gt;{{#set:&lt;br /&gt;
   Visible to=whitelist&lt;br /&gt;
  |Visible to group=writer&lt;br /&gt;
  |Editable by=whitelist&lt;br /&gt;
  |Editable by group=writer&lt;br /&gt;
}}&amp;lt;/includeonly&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;noinclude&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;templatedata&amp;gt;&lt;br /&gt;
{&lt;br /&gt;
	&amp;quot;params&amp;quot;: {},&lt;br /&gt;
	&amp;quot;description&amp;quot;: &amp;quot;writer グループのみ編集閲覧できるようにします。&amp;quot;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/templatedata&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/noinclude&amp;gt;&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA%E7%A9%BA%E9%96%93&amp;diff=5786</id>
		<title>レンズ空間</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA%E7%A9%BA%E9%96%93&amp;diff=5786"/>
		<updated>2021-05-02T13:57:59Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;&amp;lt;noinclude&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{restrictPage |visibleToGroup=writer |editableByGroup=writer }}&lt;br /&gt;
{{TOC |align=right |noautonum=1 }}&amp;lt;!-- 右寄せ連番無し目次をここに表示--&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/noinclude&amp;gt;&lt;br /&gt;
==  レンズ空間 ('''書きかけ''')==&lt;br /&gt;
レンズ空間（lens space) とは基本的な閉三次元多様体の一つであり、ある種のホモトピー不変量が完全でない例として度々挙げられる。またはその一般化を含めてレンズ空間と呼ぶこともある。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 定義 ==&lt;br /&gt;
まず $(p,q)$ を互いに素な自然数の組み($p\geq2$)とし、[[$n$次元球面|$3$ 次元球面]] $S^3$を $S^3\colon=\left\{(z_{1},z_{2})\in{\mathbb{C}}^2 \middle| |z_{1}|^2+|z_{2}|^{2}=1\right\}$ と ${\mathbb{C}}^2$ の部分空間と見なしておく。すると次のように $S^3$ に $\mathbb{Z}/p\mathbb{Z}$ を[[作用]] させることができる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
\begin{eqnarray}&lt;br /&gt;
\large&lt;br /&gt;
S^{3}\times(\mathbb{Z}/p\mathbb{Z})\hspace{2.5mm}&amp;amp;\to&amp;amp; \hspace{16mm}S^{3} \\&lt;br /&gt;
\large&lt;br /&gt;
((z,w),n+p\mathbb{Z})\hspace{2mm}&amp;amp;\mapsto&amp;amp; (z e^{\frac{2n\pi}{p}\sqrt{-1}},w e^{\frac{2qn\pi}{p}\sqrt{-1}})&lt;br /&gt;
\end{eqnarray}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
この作用による商空間を $\rm{L}(p;q):=S^{3}/(\mathbb{Z}/p\mathbb{Z})$ を'''$(p;q)$ レンズ空間'''と呼ぶ。またその一般化との整合性のため $\rm{L}(p;1,q)$ と書かれることもある&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 定義(一般化レンズ空間もしくは高次元レンズ空間) ==&lt;br /&gt;
同様の方法でより高次元の球に $\mathbb{Z}/p\mathbb{Z}$ を作用をさせることができる。&lt;br /&gt;
まず $(p;q_{1},q_{2},\cdots,q_n)$ を自然数の組であって、$p\geq 2$、どの $i$ についても $p$ と $q_{i}$ は互いに素であるとする。$(2n-1)$次元球面も同様に、${(z_{1},z_{2},\cdots,z_{n})\in{\mathbb{C}}^n \middle| \sum_{j=1}^{n}|z_{j}|^2=1\right\}$ として ${\mathbb{C}}^n$ の部分空間と見なしておく。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  位相的性質 ==&lt;br /&gt;
* 異なる $n$ に対して互いに[[同相]]でなく[[ホモトピー|ホモトピー同値]]でもない。&lt;br /&gt;
* $S^n$ は $n$ 次元[[多様体の向き|向き付け可能]][[多様体]]で[[分離公理|Hausdorff]]である。&lt;br /&gt;
* $S^n$ は[[ユークリッド空間]]の[[有界]][[閉集合]]であるから[[コンパクト空間|コンパクト]]である。&lt;br /&gt;
* 正整数 $n$ に対して $S^n$ は[[連結空間|連結]]、またもっと強く[[弧状連結空間|弧状連結]]であるが $S^0$ は二点からなる離散空間であり連結でない。&lt;br /&gt;
* 正整数 $n$ に対して $S^n$ は $\mathbb{R}^n$ の[[コンパクト化|一点コンパクト化]]と同相である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  主な不変量の値 ==&lt;br /&gt;
* [[ホモロジー群]] &lt;br /&gt;
正整数 $n$ に対して整数係数特異[[ホモロジー群]]は $i=0,n$ に対してのみ $H_i(S^n;\mathbb{Z})\cong \mathbb{Z}$であり、その他の $i$ に対しては$H_i(S^n;\mathbb{Z})\cong \{0\}$となる。 $S^0$ は $i=0$ に対してのみ $H_i(S^0;\mathbb{Z})\cong \mathbb{Z} \oplus \mathbb{Z}$であり、その他の $i$ に対しては $H_i(S^0;\mathbb{Z})\cong \{0\}$である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* [[コホモロジー群]] &lt;br /&gt;
[[Poincaré双対性]]によって整数係数特異コホモロジー群と整数係数ホモロジー群は $H^i(S^n;\mathbb{Z})\cong  H_{n-i}(S^n;\mathbb{Z})$ の関係をみたしこれによりコホモロジー群は、$i=0,n$ に対してのみ $H^i(S^n;\mathbb{Z})\cong \mathbb{Z}$であり、その他の $i$ に対しては$H^i(S^n;\mathbb{Z})\cong \{0\}$となる。 $S^0$ は $i=0$ に対してのみ $H^i(S^0;\mathbb{Z})\cong \mathbb{Z} \oplus \mathbb{Z}$であり、その他の $i$ に対しては $H^i(S^0;\mathbb{Z})\cong \{0\}$であり、結果として(自然な対応ではないが) $H^i(S^n;\mathbb{Z})\cong H_i(S^n;\mathbb{Z})$ とホモロジー群と同型となる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* [[基本群]] &lt;br /&gt;
正整数 $n$ に対して $S^n$ は弧状連結であるから基本群の同型類は基点の取り方によらない。$n=1$ の時のみ $\pi_1(S^n)\cong \mathbb{Z}$ であり $n&amp;gt;1$ に対しては $\pi_1(S^n)\cong \{0\}$、つまり[[単連結空間|単連結]]である。$n=0$ の時 $S^n$ は弧状連結でなかったから基点を選ぶ必要があるがどちらの点を基点としても基本群は自明となる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* [[ホモトピー群]] &lt;br /&gt;
上に挙げたような[[不変量]] と異なり、今なお完全なリストは得られていない。詳しくは[[球面のホモトピー群]]を参照されたいがここでも特に重要な例をいくつか挙げる。$S^0$ はどの点を基点として取っても全てのホモトピー群は自明となる。正整数 $n$ に対して $\pi_n(S^n)\cong \mathbb{Z}$であり $0&amp;lt;i&amp;lt;n$ に対しては $\pi_i(S^n)\cong \{0\}$であり、これはつまり $S^n$ は [[$n$-連結空間|$(n-1)$-連結]] であるということである。また $S^1$ の高次のホモトピー群は自明となる。すなわち $i&amp;gt;1$ に対して $\pi_i(S^1)\cong \{0\}$ となる。これは[[被覆空間|普遍被覆]]の被覆写像 $p:\mathbb{R}\to S^1$ がホモトピー群の同型を誘導することと $\mathbb{R}$ が[[可縮空間|可縮]]でホモトピー群が自明になることより従う。&lt;br /&gt;
また非自明でかつ最も単純な例として[[Hopfファイブレーション]] と[[ファイバー束]]の[[ホモトピー長完全系列]] によって得られる $\pi_3(S^2)\cong \mathbb{Z}$ がある。 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  微分トポロジー的性質 ==&lt;br /&gt;
この項では $n$ は常に正整数であるとする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 微分構造 &lt;br /&gt;
一般に入る[[微分構造]]は一意ではないが球面の定義の項で与えたノルムの二乗により得られる微分構造を $S^n$ の標準的 (standard) な微分構造という。 実際例えば $S^7$ には少なくとも標準的な微分構造の他に[[微分同相]]でない $S^4$ 上の $S^3$ 束の構造からなる異なる微分構造の存在が知られている。標準的でない微分構造を備えた球面を'''エキゾチック球面'''(exotic sphere)と呼ぶ。どの次元の球面がエキゾチック球面になるか、またその時にどれだけお互い微分同相でない微分構造を持つかなどは現在も未解決である。少なくとも$S^1,S^2,S^3,S^5,S^6,S^{12},S^{56},S^{61}$ はエキゾチック球面の構造を持たないことが知られていて、$S^4$がどれだけ多くの微分構造を許容するかは現在も未解決である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 接束 &lt;br /&gt;
標準的な微分構造を備えた $S^n$ のうち[[接束]] $TS^n$が自明となるのは $n=1,3,7$ のみであることが知られている。(Bott-Milnor , Kervaire)。特に $TS^2$ は非自明な [[ベクトル束]] で自明な一次元部分束も許容しないことが知られている。しかしながら $S^n$ 上の自明な一次元ベクトル束 $\epsilon^1_{S^n}$ と[[Whitney和]] を取ることでベクトル束として自明となる。つまり $TS^n\oplus \epsilon_{S^n}^{1}$ は自明となる。これは $S^n\subset \mathbb{R}^{n+1}$ の埋め込みによって接束が $TS^n \oplus \nu =T \mathbb{R}^{n+1} |_{S^n}\cong\epsilon^{n+1}_{S^n}$ と分解することより従う。ただし $\nu$ は[[法束]]である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* [[Lie群]]構造 &lt;br /&gt;
Lie群の接束は自明であるから、標準的 $S^n$ にLie群の構造が入るとすれば $n=1,3,7$ に限られる。実際に$S^1\cong \rm{U}(1)\cong \mathbb{R}/\mathbb{Z}$、$S^3\cong \rm{Sp}(1)\cong \rm{SU}(2)\cong\rm{Spin}(3)$ と具体的に与えられる。しかしながら $S^7$ にはLie群の構造が入らないことが知られている。これは[[多元体実現問題]]とも関連があり'''結合的な積'''がそなわるのは $2^0,2^1,2^2$次元のみであることと関連がある。ちなみに $2^0$ に対応するのは $S^0$ であり $\mathbb{Z} / 2\mathbb{Z}$ と同型で0次元Lie群として実現できる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* Lie群の[[等質空間]] としての構造 &lt;br /&gt;
標準 $S^n$ には自然に $\rm{O}(n+1)$、$\rm{SO}(n+1)$ が[[作用]]しこの作用は滑らか(解析的)かつ[[推移的]]である。この作用により $S^n$ は $\rm{O}(n+1)$、$\rm{SO}(n+1)$の等質空間となる。実際にLie群の等質空間は元のLie群の商として得られ$S^n\cong \rm{O}(n+1) / \rm{O}(n)$、$S^n\cong \rm{SO}(n+1)/\rm{SO}(n)$ (こちらは自然に[[多様体の向き|向き]]が定まる)として 構成できる。また奇数次元 $S^{2n-1}$ に対しては $\mathbb{R}^{2n}$ を $\mathbb{C}^n$ と同一視することで $\rm{U}(n)$、$\rm{SU}(n)$ の等質空間、$S^{4n-1}$ に対しては $\mathbb{R}^{4n}$ を $\mathbb{H}^n$ と同一視することで $\rm{Sp}(n)$ の等質空間となる。(特殊)直交群の時と同様に $S^n$ は対応するLie群をさらに一つしたの次元のLie群で割ることで得られる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* [[複素構造]] &lt;br /&gt;
[[複素多様体]]になり得るのは次元の制限によって偶数次元のみであるが、果たして $S^{2n}$ には複素構造が入るだろうか。実際には複素構造が入るものも入らないものも、また入るかそもそも未解決な物が存在する。例えば $S^2$ には複素構造が入り[[Riemann球面]]と呼ばれる複素多様体となる。対して$S^4 $は複素構造を持たないことが知られている。もっと強く $S^{4n}$ は[[特性類]]による制限で(具体的には[[Pontrjagin類|Pontrjagin数]]で)どれも複素構造が入らないことがわかる。したがって複素構造を許容するのは $S^{4n-2}$ の形のもののみであるが実際には $k\geq 4$ に対して $S^{2k}$ は複素構造を持たないどころか[[概複素構造]]さえ持たないということが知られている。したがって残るは $S^6$ のみであるが $S^6$ に複素構造が入るかはいまだに未解決(2021/2/9現在)である(概複素構造が入ることは知られている。)。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== リーマン幾何学的性質 ==&lt;br /&gt;
$2n$ 次元ユークリッド空間 $\mathbb{E}^{2n}$ の部分多様体としての $S^{2n+1}$ に $\mathbb{E}^{2n}$のユークリッド計量から定まる誘導計量を入れたものを $S^{2n+1}$ の標準的計量という。&lt;br /&gt;
これは断面曲率が１の定曲率空間であり、完備単連結で断面曲率が１のものはこれに限る。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 参考文献 ==&lt;br /&gt;
* [https://amzn.to/3bGxqhx ミルナー・スタシェフ「特性類講義」]&lt;br /&gt;
* [https://amzn.to/2FhGxZS ハーシュ「微分トポロジー」]&lt;br /&gt;
* [https://amzn.to/3jVUTyb 小林・大島「リー群と表現論」]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;br /&gt;
* [[位相幾何]]&lt;br /&gt;
* [[Lie群]]&lt;br /&gt;
* [[等質空間]]&lt;br /&gt;
* [[微分構造]]&lt;br /&gt;
* [[Hopfファイブレーション]]&lt;br /&gt;
* [[接束]]&lt;br /&gt;
* [[Riemann球面]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====== 脚注 ======&lt;br /&gt;
&amp;lt;references /&amp;gt;&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E5%88%A9%E7%94%A8%E8%80%85:T._Uda/Test&amp;diff=5785</id>
		<title>利用者:T. Uda/Test</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E5%88%A9%E7%94%A8%E8%80%85:T._Uda/Test&amp;diff=5785"/>
		<updated>2021-05-02T13:47:45Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;{{metadata |description=#0は自然数 #0は自然数 #0は自然数 #0は自然数 }}&lt;br /&gt;
$0 \in \mathbf{N}$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Category:Test]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=Regular_category&amp;diff=5784</id>
		<title>Regular category</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=Regular_category&amp;diff=5784"/>
		<updated>2021-05-02T13:45:27Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: {{metadata}} のテスト&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;{{begin |preamble}}{{metadata}}&lt;br /&gt;
__MATHJAX2__&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Category:圏論]]&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=thm |display=定理 |counter=0 }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=def |display=定義 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=prop |display=命題 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=ex |display=例示 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=cor |display=系 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=rem |display=注意 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=note |display=記法 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=lem |display=補題 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=axiom |display=公理 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=fact |display=事実 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=obs |display=観察 |family=thm }}&lt;br /&gt;
{{newtheorem |type=conj |display=予想 |family=thm }}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\newcommand{\ordpair}[1]{ \langle #1 \rangle }$&lt;br /&gt;
$\newcommand{\map}[3]{ #1 \colon #2 \rightarrow #3 }$&lt;br /&gt;
$\newcommand{\cat}{\mathcal{C}}$&lt;br /&gt;
$\newcommand{\RegEpi}[1]{ \mathsf{RegEpi}(#1) }$&lt;br /&gt;
$\newcommand{\Mono}[1]{ \mathsf{Mono}(#1) }$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\newcommand{\Setcat}{\mathsf{Set}}$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以下は以前の版で用いていた図式です：&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;&lt;br /&gt;
\begin{xy}&lt;br /&gt;
\xymatrix {&lt;br /&gt;
 d\times_c d \ar[d]^{p_1} \ar[r]_{p_2} &amp;amp; d \ar[d]_f \\&lt;br /&gt;
 d \ar[r]^f &amp;amp; c&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
\end{xy}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{end |preamble}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 概要 ==&lt;br /&gt;
''正則圏''（Regular Category）とは[[核対]]を持ち、かつ核対の[[コイコライザー]]を持つような圏であって、正則エピ射の[[引き戻し]]が再び正則エピ射であるものをいう。&lt;br /&gt;
圏 $\cat$ の射 $f$ について、$f$ の核対のコイコライザーを[[像]]という。この用語法を用いれば、前二つの条件は任意の射が像を持つような圏といいかえられる。&lt;br /&gt;
更に正則エピ射が引き戻しで閉じていることを用いると、像の持つホモロジー代数的な性質の幾つかを示すことができる。&lt;br /&gt;
この意味で正則圏はアーベル圏の非加法的な場合への一般化の一つと見做すことができ、実際、集合の為す圏 $\Setcat$ のような非アーベル（より強く非前加法的）な圏も含む概念であることに注意されたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 定義 ==&lt;br /&gt;
{{theorem |type=def |label=def:RegCat_Def_RegCat |name=正則圏の定義 }}&lt;br /&gt;
圏 $\cat$ が ''正則圏''（Regular Category）であるとは、以下の条件を満たすことをいう。&lt;br /&gt;
* $\cat$ の任意の射 $f$ は[[核対]]を持つ。&lt;br /&gt;
* $\cat$ の任意の核対 $\ordpair{X , a, b }$ は余極限を持つ。即ち、任意の射 $\map{f}{C}{D}$ に対する引き戻し図式&lt;br /&gt;
&amp;lt;nowiki&amp;gt;&lt;br /&gt;
\begin{xy}&lt;br /&gt;
\xymatrix {&lt;br /&gt;
 X \ar[d]^{a} \ar[r]_{b} &amp;amp; D \ar[d]_f \\&lt;br /&gt;
 D \ar[r]^f &amp;amp; C&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
\end{xy}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/nowiki&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
について、$a$ と $b$ についてのコイコライザが存在する。&lt;br /&gt;
* [[regular epimorphism]]の[[引き戻し]]はregular epimorphismである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 基本性質 ==&lt;br /&gt;
{{theorem |type=prop |label=def:RegCat_Prop_RegEpiMonoWFS |name=正則エピ-モノ分解の存在 }}&lt;br /&gt;
$\cat$ を正則圏とする。このとき正則エピ射全体 $\RegEpi{\cat}$ およびモノ射全体 $\Mono{\cat}$ に関して次が成立する。&lt;br /&gt;
# $\cat$ の任意の射 $f$ について、$\cat$ の正則エピ射 $p$ およびモノ射 $i$ であって $f=i \circ p$ を満たすものが存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 関連項目 ===&lt;br /&gt;
[[Regular category/Regular categoryの例]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 参考文献 ===&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=Property:Has_keyword&amp;diff=5782</id>
		<title>Property:Has keyword</title>
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		<updated>2021-05-02T13:39:58Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: ページの作成:「Has type::Keyword」&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;[[Has type::Keyword]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E5%88%A9%E7%94%A8%E8%80%85:T._Uda/Test&amp;diff=5781</id>
		<title>利用者:T. Uda/Test</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E5%88%A9%E7%94%A8%E8%80%85:T._Uda/Test&amp;diff=5781"/>
		<updated>2021-05-02T13:36:19Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;{{metadata |description=#0は自然数 #0は自然数 #0は自然数 #0は自然数 }}&lt;br /&gt;
$0 \in \mathbf{N}$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Category::Test]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E5%88%A9%E7%94%A8%E8%80%85:T._Uda/Test&amp;diff=5780</id>
		<title>利用者:T. Uda/Test</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E5%88%A9%E7%94%A8%E8%80%85:T._Uda/Test&amp;diff=5780"/>
		<updated>2021-05-02T13:35:27Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;{{metadata |description=#0は自然数 #0は自然数 #0は自然数 #0は自然数 |keyword=Test 2 }}&lt;br /&gt;
$0 \in \mathbf{N}$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Category::Test]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Mobile.css&amp;diff=5691</id>
		<title>MediaWiki:Mobile.css</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Mobile.css&amp;diff=5691"/>
		<updated>2021-05-02T06:20:28Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: Common.css に追随 (.mathpedia-proof h6 font)&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;/* ここに記述したCSSは携帯機器版サイトの利用者に影響します */&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.MathJax_Display{&lt;br /&gt;
	overflow-x: auto;&lt;br /&gt;
	overflow-y: hidden;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content{&lt;br /&gt;
	font-family: &amp;quot;Times New Roman&amp;quot;,&amp;quot;Times&amp;quot;,&amp;quot;YuMincho&amp;quot;,&amp;quot;Yu Mincho&amp;quot;,&amp;quot;BIZ UDPMincho&amp;quot;,&amp;quot;IPA P明朝&amp;quot;,&amp;quot;IPAex明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ Ｐ明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ 明朝&amp;quot;,serif !important;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content p {&lt;br /&gt;
	text-indent: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-begin-proof {&lt;br /&gt;
	font-style: normal;&lt;br /&gt;
	font-weight: bold;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof {&lt;br /&gt;
	float: right;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof::after {&lt;br /&gt;
	content: '';&lt;br /&gt;
	display: block;&lt;br /&gt;
	clear: both;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.boxed {&lt;br /&gt;
	border: solid 1px #8F8F8F;&lt;br /&gt;
	background-color: #C0C0C0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof.boxed {&lt;br /&gt;
	background-color: #D0D0F0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof h6 {&lt;br /&gt;
	font-style: italic;&lt;br /&gt;
	font-size: 1em; /* small { 80% } * h6 { 1.2em } でだいたい 1em */&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.toclimit-2 .toclevel-1 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-3 .toclevel-2 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-4 .toclevel-3 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-5 .toclevel-4 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-6 .toclevel-5 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-7 .toclevel-6 ul {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-separatorAfterLinks,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-userTalkLink,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-comment,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-rollback,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-tags,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-watchingUsers {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-preamble {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/*  目次の連番表示を無効化できるようにする */&lt;br /&gt;
.noautonum .tocnumber { display: none; }&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 初期読み込み時のローダーを非表示にする */&lt;br /&gt;
.smw-indicator-vertical-bar-loader {&lt;br /&gt;
	display: none !important;&lt;br /&gt;
}&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Common.css&amp;diff=5690</id>
		<title>MediaWiki:Common.css</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Common.css&amp;diff=5690"/>
		<updated>2021-05-02T06:18:32Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: やっぱ 1em に&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;/* ここに記述したCSSはすべての外装に反映されます */&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.MathJax_Display{&lt;br /&gt;
	overflow-x: auto;&lt;br /&gt;
	overflow-y: hidden;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content{&lt;br /&gt;
	font-family: &amp;quot;Times New Roman&amp;quot;,&amp;quot;Times&amp;quot;,&amp;quot;YuMincho&amp;quot;,&amp;quot;Yu Mincho&amp;quot;,&amp;quot;BIZ UDPMincho&amp;quot;,&amp;quot;IPA P明朝&amp;quot;,&amp;quot;IPAex明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ Ｐ明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ 明朝&amp;quot;,serif !important;&lt;br /&gt;
	font-size: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content p {&lt;br /&gt;
	text-indent: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-begin-proof {&lt;br /&gt;
	font-style: normal;&lt;br /&gt;
	font-weight: bold;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof {&lt;br /&gt;
	float: right;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof::after {&lt;br /&gt;
	content: '';&lt;br /&gt;
	display: block;&lt;br /&gt;
	clear: both;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.boxed {&lt;br /&gt;
	border: solid 1px #8F8F8F;&lt;br /&gt;
	background-color: #C0C0C0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof.boxed {&lt;br /&gt;
	background-color: #D0D0F0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof h6 {&lt;br /&gt;
	font-style: italic;&lt;br /&gt;
	font-size: 1em; /* small { 80% } * h6 { 1.2em } でだいたい 1em */&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.toclimit-2 .toclevel-1 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-3 .toclevel-2 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-4 .toclevel-3 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-5 .toclevel-4 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-6 .toclevel-5 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-7 .toclevel-6 ul {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-separatorAfterLinks,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-userTalkLink,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-comment,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-rollback,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-tags,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-watchingUsers {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-preamble {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/*  目次の連番表示を無効化できるようにする */&lt;br /&gt;
.noautonum .tocnumber { display: none; }&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 以下は正式採用されていません(追加:2020/11/23) */&lt;br /&gt;
.proofcase {&lt;br /&gt;
	border-bottom: solid 2px silver;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.subproof {&lt;br /&gt;
	padding-top: 5px;&lt;br /&gt;
	padding-bottom: 5px;&lt;br /&gt;
	padding-left: 10px;&lt;br /&gt;
	padding-right: 10px;&lt;br /&gt;
	margin-left: 20px;&lt;br /&gt;
	border: solid 2px black;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.contents-block {&lt;br /&gt;
  width: 760px;&lt;br /&gt;
  height: 300px;&lt;br /&gt;
/*  margin: 0 auto;中央揃え*/&lt;br /&gt;
  padding: 0;&lt;br /&gt;
  display: flex;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.selector-block {&lt;br /&gt;
	width: 200px;&lt;br /&gt;
	height: 240px;&lt;br /&gt;
	margin: 0px;&lt;br /&gt;
	padding: 10px 0px;&lt;br /&gt;
    border: 0px;&lt;br /&gt;
    background-color: #9fb7d4;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.sentence-block {&lt;br /&gt;
  width: 560px;&lt;br /&gt;
  height: 240px;&lt;br /&gt;
  background: rgb(238,238,238);&lt;br /&gt;
  margin: 0;&lt;br /&gt;
  border: 0px;&lt;br /&gt;
  padding: 10px;&lt;br /&gt;
  text-align: left;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.sentence-block div.hidden {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#nav {&lt;br /&gt;
    position: relative;&lt;br /&gt;
    width: 180px;&lt;br /&gt;
    height: 40px;&lt;br /&gt;
    margin: 0px;&lt;br /&gt;
    padding-left:5px;&lt;br /&gt;
    padding-right:5px;&lt;br /&gt;
    border: 0px;&lt;br /&gt;
  }&lt;br /&gt;
#nav &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	margin: 0px 10px;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
  display: block;&lt;br /&gt;
  width: 180px;&lt;br /&gt;
  height: 40px;&lt;br /&gt;
  color: #fff;&lt;br /&gt;
  font-size: 14px;&lt;br /&gt;
  line-height: 2.8;&lt;br /&gt;
  padding-left:5px;&lt;br /&gt;
  padding-right:5px;&lt;br /&gt;
  background: #9fb7d4;&lt;br /&gt;
  text-decoration: none;&lt;br /&gt;
  transition: 0.5s;&lt;br /&gt;
  list-style: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
    position: relative;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#nav a {&lt;br /&gt;
	color: #fff;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul{&lt;br /&gt;
    position: absolute;&lt;br /&gt;
    top: -39px;&lt;br /&gt;
    left: 180px;&lt;br /&gt;
    height: 40px;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navの三角部分の描画 */&lt;br /&gt;
#nav li ul:before {&lt;br /&gt;
	position: absolute;&lt;br /&gt;
    content: &amp;quot;&amp;quot;;&lt;br /&gt;
    top: 15px;&lt;br /&gt;
    left: 30px;&lt;br /&gt;
    border: 5px solid transparent;&lt;br /&gt;
    border-left: 5px solid #fff;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navの折り畳み */&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
    overflow: hidden;&lt;br /&gt;
    transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover {&lt;br /&gt;
    overflow: visible;&lt;br /&gt;
    transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	position: relative;&lt;br /&gt;
	z-index: 0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	position: relative;&lt;br /&gt;
	z-index: 1;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li {&lt;br /&gt;
	overflow: hidden;&lt;br /&gt;
	transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover {&lt;br /&gt;
	overflow: visible;&lt;br /&gt;
	transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navのhover時の色 */&lt;br /&gt;
#nav li:hover {&lt;br /&gt;
    color: orange;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: orange;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover {&lt;br /&gt;
    color: olive;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: olive;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li ul li:hover {&lt;br /&gt;
    color: pink;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li ul li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: pink;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 初期読み込み時のローダーを非表示にする */&lt;br /&gt;
.smw-indicator-vertical-bar-loader {&lt;br /&gt;
	display: none !important;&lt;br /&gt;
}&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Common.css&amp;diff=5689</id>
		<title>MediaWiki:Common.css</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Common.css&amp;diff=5689"/>
		<updated>2021-05-02T06:12:33Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: .mathpedia-proof h6 { font-size: 80%; }&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;/* ここに記述したCSSはすべての外装に反映されます */&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.MathJax_Display{&lt;br /&gt;
	overflow-x: auto;&lt;br /&gt;
	overflow-y: hidden;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content{&lt;br /&gt;
	font-family: &amp;quot;Times New Roman&amp;quot;,&amp;quot;Times&amp;quot;,&amp;quot;YuMincho&amp;quot;,&amp;quot;Yu Mincho&amp;quot;,&amp;quot;BIZ UDPMincho&amp;quot;,&amp;quot;IPA P明朝&amp;quot;,&amp;quot;IPAex明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ Ｐ明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ 明朝&amp;quot;,serif !important;&lt;br /&gt;
	font-size: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content p {&lt;br /&gt;
	text-indent: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-begin-proof {&lt;br /&gt;
	font-style: normal;&lt;br /&gt;
	font-weight: bold;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof {&lt;br /&gt;
	float: right;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof::after {&lt;br /&gt;
	content: '';&lt;br /&gt;
	display: block;&lt;br /&gt;
	clear: both;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.boxed {&lt;br /&gt;
	border: solid 1px #8F8F8F;&lt;br /&gt;
	background-color: #C0C0C0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof.boxed {&lt;br /&gt;
	background-color: #D0D0F0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof h6 {&lt;br /&gt;
	font-style: italic;&lt;br /&gt;
	font-size: 80%; /* MediaWiki の small タグがこれくらいなので */&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.toclimit-2 .toclevel-1 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-3 .toclevel-2 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-4 .toclevel-3 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-5 .toclevel-4 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-6 .toclevel-5 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-7 .toclevel-6 ul {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-separatorAfterLinks,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-userTalkLink,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-comment,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-rollback,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-tags,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-watchingUsers {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-preamble {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/*  目次の連番表示を無効化できるようにする */&lt;br /&gt;
.noautonum .tocnumber { display: none; }&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 以下は正式採用されていません(追加:2020/11/23) */&lt;br /&gt;
.proofcase {&lt;br /&gt;
	border-bottom: solid 2px silver;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.subproof {&lt;br /&gt;
	padding-top: 5px;&lt;br /&gt;
	padding-bottom: 5px;&lt;br /&gt;
	padding-left: 10px;&lt;br /&gt;
	padding-right: 10px;&lt;br /&gt;
	margin-left: 20px;&lt;br /&gt;
	border: solid 2px black;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.contents-block {&lt;br /&gt;
  width: 760px;&lt;br /&gt;
  height: 300px;&lt;br /&gt;
/*  margin: 0 auto;中央揃え*/&lt;br /&gt;
  padding: 0;&lt;br /&gt;
  display: flex;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.selector-block {&lt;br /&gt;
	width: 200px;&lt;br /&gt;
	height: 240px;&lt;br /&gt;
	margin: 0px;&lt;br /&gt;
	padding: 10px 0px;&lt;br /&gt;
    border: 0px;&lt;br /&gt;
    background-color: #9fb7d4;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.sentence-block {&lt;br /&gt;
  width: 560px;&lt;br /&gt;
  height: 240px;&lt;br /&gt;
  background: rgb(238,238,238);&lt;br /&gt;
  margin: 0;&lt;br /&gt;
  border: 0px;&lt;br /&gt;
  padding: 10px;&lt;br /&gt;
  text-align: left;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.sentence-block div.hidden {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#nav {&lt;br /&gt;
    position: relative;&lt;br /&gt;
    width: 180px;&lt;br /&gt;
    height: 40px;&lt;br /&gt;
    margin: 0px;&lt;br /&gt;
    padding-left:5px;&lt;br /&gt;
    padding-right:5px;&lt;br /&gt;
    border: 0px;&lt;br /&gt;
  }&lt;br /&gt;
#nav &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	margin: 0px 10px;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
  display: block;&lt;br /&gt;
  width: 180px;&lt;br /&gt;
  height: 40px;&lt;br /&gt;
  color: #fff;&lt;br /&gt;
  font-size: 14px;&lt;br /&gt;
  line-height: 2.8;&lt;br /&gt;
  padding-left:5px;&lt;br /&gt;
  padding-right:5px;&lt;br /&gt;
  background: #9fb7d4;&lt;br /&gt;
  text-decoration: none;&lt;br /&gt;
  transition: 0.5s;&lt;br /&gt;
  list-style: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
    position: relative;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#nav a {&lt;br /&gt;
	color: #fff;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul{&lt;br /&gt;
    position: absolute;&lt;br /&gt;
    top: -39px;&lt;br /&gt;
    left: 180px;&lt;br /&gt;
    height: 40px;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navの三角部分の描画 */&lt;br /&gt;
#nav li ul:before {&lt;br /&gt;
	position: absolute;&lt;br /&gt;
    content: &amp;quot;&amp;quot;;&lt;br /&gt;
    top: 15px;&lt;br /&gt;
    left: 30px;&lt;br /&gt;
    border: 5px solid transparent;&lt;br /&gt;
    border-left: 5px solid #fff;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navの折り畳み */&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
    overflow: hidden;&lt;br /&gt;
    transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover {&lt;br /&gt;
    overflow: visible;&lt;br /&gt;
    transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	position: relative;&lt;br /&gt;
	z-index: 0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	position: relative;&lt;br /&gt;
	z-index: 1;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li {&lt;br /&gt;
	overflow: hidden;&lt;br /&gt;
	transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover {&lt;br /&gt;
	overflow: visible;&lt;br /&gt;
	transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navのhover時の色 */&lt;br /&gt;
#nav li:hover {&lt;br /&gt;
    color: orange;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: orange;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover {&lt;br /&gt;
    color: olive;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: olive;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li ul li:hover {&lt;br /&gt;
    color: pink;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li ul li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: pink;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 初期読み込み時のローダーを非表示にする */&lt;br /&gt;
.smw-indicator-vertical-bar-loader {&lt;br /&gt;
	display: none !important;&lt;br /&gt;
}&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88:Begin/proof&amp;diff=5688</id>
		<title>テンプレート:Begin/proof</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88:Begin/proof&amp;diff=5688"/>
		<updated>2021-05-02T06:08:54Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: remove small tag&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;&amp;lt;includeonly&amp;gt;&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#parameterstohash: __params__ }}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#hashinclude: __default_proof_params__&lt;br /&gt;
     |class=mathpedia-proof&lt;br /&gt;
     |collapsible=1&lt;br /&gt;
     |collapsed=1&lt;br /&gt;
     |display=Proof.}}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#hashmerge: __proof_params__ |__default_proof_params__ |__params__ }}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#hashtotemplate: Begin/section | __proof_params__ }}&amp;lt;/includeonly&amp;gt;&amp;lt;noinclude&amp;gt;&lt;br /&gt;
== Proof 環境 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このテンプレートは、デフォルト設定を Proof 環境用に特化したバージョンの [[テンプレート:Begin/section]] です。パラメータ引数の詳細は [[テンプレート:Begin]] を参照してください。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{begin |proof |collapsible=1 |boxed=1 }}&lt;br /&gt;
素晴らしい証明．&lt;br /&gt;
&amp;lt;pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin |proof |collapsible=1 |boxed=1 }}&lt;br /&gt;
素晴らしい証明．&lt;br /&gt;
{{end   |proof |qed=□ }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{end   |proof |qed=□ }}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{begin/proof |display=Proof }}素晴らしい証明{{end/proof |qed=Q.E.D. }}&lt;br /&gt;
{{begin/proof |display=証明： }}素晴らしい証明{{end/proof |qed=証明終 }}&lt;br /&gt;
{{begin/proof |display=(pf)  }}素晴らしい証明{{end/proof |qed=(^^) }}&lt;br /&gt;
{{begin/proof |display=      }}素晴らしい証明{{end/proof |qed= }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/noinclude&amp;gt;&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Common.css&amp;diff=5687</id>
		<title>MediaWiki:Common.css</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Common.css&amp;diff=5687"/>
		<updated>2021-05-02T06:08:06Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;/* ここに記述したCSSはすべての外装に反映されます */&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.MathJax_Display{&lt;br /&gt;
	overflow-x: auto;&lt;br /&gt;
	overflow-y: hidden;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content{&lt;br /&gt;
	font-family: &amp;quot;Times New Roman&amp;quot;,&amp;quot;Times&amp;quot;,&amp;quot;YuMincho&amp;quot;,&amp;quot;Yu Mincho&amp;quot;,&amp;quot;BIZ UDPMincho&amp;quot;,&amp;quot;IPA P明朝&amp;quot;,&amp;quot;IPAex明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ Ｐ明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ 明朝&amp;quot;,serif !important;&lt;br /&gt;
	font-size: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content p {&lt;br /&gt;
	text-indent: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-begin-proof {&lt;br /&gt;
	font-style: normal;&lt;br /&gt;
	font-weight: bold;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof {&lt;br /&gt;
	float: right;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof::after {&lt;br /&gt;
	content: '';&lt;br /&gt;
	display: block;&lt;br /&gt;
	clear: both;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.boxed {&lt;br /&gt;
	border: solid 1px #8F8F8F;&lt;br /&gt;
	background-color: #C0C0C0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof.boxed {&lt;br /&gt;
	background-color: #D0D0F0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof h6 {&lt;br /&gt;
	font-style: italic;&lt;br /&gt;
	font-size: smaller;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.toclimit-2 .toclevel-1 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-3 .toclevel-2 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-4 .toclevel-3 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-5 .toclevel-4 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-6 .toclevel-5 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-7 .toclevel-6 ul {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-separatorAfterLinks,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-userTalkLink,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-comment,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-rollback,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-tags,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-watchingUsers {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-preamble {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/*  目次の連番表示を無効化できるようにする */&lt;br /&gt;
.noautonum .tocnumber { display: none; }&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 以下は正式採用されていません(追加:2020/11/23) */&lt;br /&gt;
.proofcase {&lt;br /&gt;
	border-bottom: solid 2px silver;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.subproof {&lt;br /&gt;
	padding-top: 5px;&lt;br /&gt;
	padding-bottom: 5px;&lt;br /&gt;
	padding-left: 10px;&lt;br /&gt;
	padding-right: 10px;&lt;br /&gt;
	margin-left: 20px;&lt;br /&gt;
	border: solid 2px black;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.contents-block {&lt;br /&gt;
  width: 760px;&lt;br /&gt;
  height: 300px;&lt;br /&gt;
/*  margin: 0 auto;中央揃え*/&lt;br /&gt;
  padding: 0;&lt;br /&gt;
  display: flex;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.selector-block {&lt;br /&gt;
	width: 200px;&lt;br /&gt;
	height: 240px;&lt;br /&gt;
	margin: 0px;&lt;br /&gt;
	padding: 10px 0px;&lt;br /&gt;
    border: 0px;&lt;br /&gt;
    background-color: #9fb7d4;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.sentence-block {&lt;br /&gt;
  width: 560px;&lt;br /&gt;
  height: 240px;&lt;br /&gt;
  background: rgb(238,238,238);&lt;br /&gt;
  margin: 0;&lt;br /&gt;
  border: 0px;&lt;br /&gt;
  padding: 10px;&lt;br /&gt;
  text-align: left;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.sentence-block div.hidden {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#nav {&lt;br /&gt;
    position: relative;&lt;br /&gt;
    width: 180px;&lt;br /&gt;
    height: 40px;&lt;br /&gt;
    margin: 0px;&lt;br /&gt;
    padding-left:5px;&lt;br /&gt;
    padding-right:5px;&lt;br /&gt;
    border: 0px;&lt;br /&gt;
  }&lt;br /&gt;
#nav &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	margin: 0px 10px;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
  display: block;&lt;br /&gt;
  width: 180px;&lt;br /&gt;
  height: 40px;&lt;br /&gt;
  color: #fff;&lt;br /&gt;
  font-size: 14px;&lt;br /&gt;
  line-height: 2.8;&lt;br /&gt;
  padding-left:5px;&lt;br /&gt;
  padding-right:5px;&lt;br /&gt;
  background: #9fb7d4;&lt;br /&gt;
  text-decoration: none;&lt;br /&gt;
  transition: 0.5s;&lt;br /&gt;
  list-style: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
    position: relative;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#nav a {&lt;br /&gt;
	color: #fff;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul{&lt;br /&gt;
    position: absolute;&lt;br /&gt;
    top: -39px;&lt;br /&gt;
    left: 180px;&lt;br /&gt;
    height: 40px;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navの三角部分の描画 */&lt;br /&gt;
#nav li ul:before {&lt;br /&gt;
	position: absolute;&lt;br /&gt;
    content: &amp;quot;&amp;quot;;&lt;br /&gt;
    top: 15px;&lt;br /&gt;
    left: 30px;&lt;br /&gt;
    border: 5px solid transparent;&lt;br /&gt;
    border-left: 5px solid #fff;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navの折り畳み */&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
    overflow: hidden;&lt;br /&gt;
    transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover {&lt;br /&gt;
    overflow: visible;&lt;br /&gt;
    transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	position: relative;&lt;br /&gt;
	z-index: 0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	position: relative;&lt;br /&gt;
	z-index: 1;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li {&lt;br /&gt;
	overflow: hidden;&lt;br /&gt;
	transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover {&lt;br /&gt;
	overflow: visible;&lt;br /&gt;
	transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navのhover時の色 */&lt;br /&gt;
#nav li:hover {&lt;br /&gt;
    color: orange;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: orange;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover {&lt;br /&gt;
    color: olive;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: olive;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li ul li:hover {&lt;br /&gt;
    color: pink;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li ul li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: pink;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 初期読み込み時のローダーを非表示にする */&lt;br /&gt;
.smw-indicator-vertical-bar-loader {&lt;br /&gt;
	display: none !important;&lt;br /&gt;
}&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Common.css&amp;diff=5686</id>
		<title>MediaWiki:Common.css</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=MediaWiki:Common.css&amp;diff=5686"/>
		<updated>2021-05-02T06:05:39Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: Proof 環境のヘッディング h6 small をイタリックデフォルトに&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;/* ここに記述したCSSはすべての外装に反映されます */&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.MathJax_Display{&lt;br /&gt;
	overflow-x: auto;&lt;br /&gt;
	overflow-y: hidden;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content{&lt;br /&gt;
	font-family: &amp;quot;Times New Roman&amp;quot;,&amp;quot;Times&amp;quot;,&amp;quot;YuMincho&amp;quot;,&amp;quot;Yu Mincho&amp;quot;,&amp;quot;BIZ UDPMincho&amp;quot;,&amp;quot;IPA P明朝&amp;quot;,&amp;quot;IPAex明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ Ｐ明朝&amp;quot;,&amp;quot;ＭＳ 明朝&amp;quot;,serif !important;&lt;br /&gt;
	font-size: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content p {&lt;br /&gt;
	text-indent: 1em;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-begin-proof {&lt;br /&gt;
	font-style: normal;&lt;br /&gt;
	font-weight: bold;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof {&lt;br /&gt;
	float: right;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mark-end-proof::after {&lt;br /&gt;
	content: '';&lt;br /&gt;
	display: block;&lt;br /&gt;
	clear: both;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.boxed {&lt;br /&gt;
	border: solid 1px #8F8F8F;&lt;br /&gt;
	background-color: #C0C0C0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof.boxed {&lt;br /&gt;
	background-color: #D0D0F0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#content .mathpedia-section.mathpedia-proof h6 small {&lt;br /&gt;
	font-style: italic;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.toclimit-2 .toclevel-1 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-3 .toclevel-2 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-4 .toclevel-3 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-5 .toclevel-4 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-6 .toclevel-5 ul,&lt;br /&gt;
.toclimit-7 .toclevel-6 ul {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-separatorAfterLinks,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-userTalkLink,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-comment,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-rollback,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-tags,&lt;br /&gt;
.mathpedia-smart-recentchanges .mw-changeslist-line-inner-watchingUsers {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.mathpedia-preamble {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/*  目次の連番表示を無効化できるようにする */&lt;br /&gt;
.noautonum .tocnumber { display: none; }&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 以下は正式採用されていません(追加:2020/11/23) */&lt;br /&gt;
.proofcase {&lt;br /&gt;
	border-bottom: solid 2px silver;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.subproof {&lt;br /&gt;
	padding-top: 5px;&lt;br /&gt;
	padding-bottom: 5px;&lt;br /&gt;
	padding-left: 10px;&lt;br /&gt;
	padding-right: 10px;&lt;br /&gt;
	margin-left: 20px;&lt;br /&gt;
	border: solid 2px black;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
.contents-block {&lt;br /&gt;
  width: 760px;&lt;br /&gt;
  height: 300px;&lt;br /&gt;
/*  margin: 0 auto;中央揃え*/&lt;br /&gt;
  padding: 0;&lt;br /&gt;
  display: flex;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.selector-block {&lt;br /&gt;
	width: 200px;&lt;br /&gt;
	height: 240px;&lt;br /&gt;
	margin: 0px;&lt;br /&gt;
	padding: 10px 0px;&lt;br /&gt;
    border: 0px;&lt;br /&gt;
    background-color: #9fb7d4;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.sentence-block {&lt;br /&gt;
  width: 560px;&lt;br /&gt;
  height: 240px;&lt;br /&gt;
  background: rgb(238,238,238);&lt;br /&gt;
  margin: 0;&lt;br /&gt;
  border: 0px;&lt;br /&gt;
  padding: 10px;&lt;br /&gt;
  text-align: left;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
.sentence-block div.hidden {&lt;br /&gt;
	display: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#nav {&lt;br /&gt;
    position: relative;&lt;br /&gt;
    width: 180px;&lt;br /&gt;
    height: 40px;&lt;br /&gt;
    margin: 0px;&lt;br /&gt;
    padding-left:5px;&lt;br /&gt;
    padding-right:5px;&lt;br /&gt;
    border: 0px;&lt;br /&gt;
  }&lt;br /&gt;
#nav &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	margin: 0px 10px;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
  display: block;&lt;br /&gt;
  width: 180px;&lt;br /&gt;
  height: 40px;&lt;br /&gt;
  color: #fff;&lt;br /&gt;
  font-size: 14px;&lt;br /&gt;
  line-height: 2.8;&lt;br /&gt;
  padding-left:5px;&lt;br /&gt;
  padding-right:5px;&lt;br /&gt;
  background: #9fb7d4;&lt;br /&gt;
  text-decoration: none;&lt;br /&gt;
  transition: 0.5s;&lt;br /&gt;
  list-style: none;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
    position: relative;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
#nav a {&lt;br /&gt;
	color: #fff;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul{&lt;br /&gt;
    position: absolute;&lt;br /&gt;
    top: -39px;&lt;br /&gt;
    left: 180px;&lt;br /&gt;
    height: 40px;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navの三角部分の描画 */&lt;br /&gt;
#nav li ul:before {&lt;br /&gt;
	position: absolute;&lt;br /&gt;
    content: &amp;quot;&amp;quot;;&lt;br /&gt;
    top: 15px;&lt;br /&gt;
    left: 30px;&lt;br /&gt;
    border: 5px solid transparent;&lt;br /&gt;
    border-left: 5px solid #fff;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navの折り畳み */&lt;br /&gt;
#nav li {&lt;br /&gt;
    overflow: hidden;&lt;br /&gt;
    transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover {&lt;br /&gt;
    overflow: visible;&lt;br /&gt;
    transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	position: relative;&lt;br /&gt;
	z-index: 0;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover &amp;gt; ul {&lt;br /&gt;
	position: relative;&lt;br /&gt;
	z-index: 1;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li {&lt;br /&gt;
	overflow: hidden;&lt;br /&gt;
	transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover {&lt;br /&gt;
	overflow: visible;&lt;br /&gt;
	transition: 0.2s;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
/* navのhover時の色 */&lt;br /&gt;
#nav li:hover {&lt;br /&gt;
    color: orange;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: orange;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover {&lt;br /&gt;
    color: olive;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: olive;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li ul li:hover {&lt;br /&gt;
    color: pink;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
#nav li ul li ul li:hover &amp;gt; span a {&lt;br /&gt;
    color: pink;&lt;br /&gt;
    background: #afc6e2;&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
/* 初期読み込み時のローダーを非表示にする */&lt;br /&gt;
.smw-indicator-vertical-bar-loader {&lt;br /&gt;
	display: none !important;&lt;br /&gt;
}&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88:Begin&amp;diff=5683</id>
		<title>テンプレート:Begin</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88:Begin&amp;diff=5683"/>
		<updated>2021-05-02T05:57:47Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: collapsed引数について説明を追加&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;&amp;lt;includeonly&amp;gt;&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#if: {{#arraysize: __begin_end_stack__ }} &amp;lt;!--&lt;br /&gt;
  --&amp;gt;|&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
  --&amp;gt;|{{#arraydefine: __begin_end_stack__ }} }}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#arraydefine: __newenv__ | {{{1|}}} }}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#arraymerge: __begin_end_stack__ | __newenv__ | __begin_end_stack__ }}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#hashdefine: __params__}}{{#parameterstohash: __params__}}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#hashtotemplate: begin/{{{1}}} | __params__ }}&amp;lt;nowiki /&amp;gt;&amp;lt;/includeonly&amp;gt;&amp;lt;noinclude&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{TOC |limit=3 }}&lt;br /&gt;
== begin/endテンプレート ==&lt;br /&gt;
&amp;lt;templatedata&amp;gt;&lt;br /&gt;
{&lt;br /&gt;
	&amp;quot;params&amp;quot;: {&lt;br /&gt;
		&amp;quot;1&amp;quot;: {&lt;br /&gt;
			&amp;quot;label&amp;quot;: &amp;quot;環境名&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;description&amp;quot;: &amp;quot;サブテンプレート名を指定します。&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;type&amp;quot;: &amp;quot;string&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;required&amp;quot;: true&lt;br /&gt;
		},&lt;br /&gt;
		&amp;quot;collapsible&amp;quot;: {&lt;br /&gt;
			&amp;quot;label&amp;quot;: &amp;quot;折り畳み&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;description&amp;quot;: &amp;quot;セクションを折り畳み可能にする。任意の空でない値は真と解釈する。&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;example&amp;quot;: &amp;quot;collapsible=1&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;type&amp;quot;: &amp;quot;boolean&amp;quot;&lt;br /&gt;
		},&lt;br /&gt;
		&amp;quot;boxed&amp;quot;: {&lt;br /&gt;
			&amp;quot;label&amp;quot;: &amp;quot;囲い&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;description&amp;quot;: &amp;quot;セクションに枠と背景色を付ける。任意の空でない値は真と解釈する。&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;type&amp;quot;: &amp;quot;boolean&amp;quot;&lt;br /&gt;
		},&lt;br /&gt;
		&amp;quot;collapsed&amp;quot;: {&lt;br /&gt;
			&amp;quot;label&amp;quot;: &amp;quot;初期折り畳み状態&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;description&amp;quot;: &amp;quot;セクションを最初から折り畳み状態にする。任意の空でない値は真と解釈する。collapsible引数と併用する。&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;example&amp;quot;: &amp;quot;collapsed=1&amp;quot;,&lt;br /&gt;
			&amp;quot;type&amp;quot;: &amp;quot;boolean&amp;quot;&lt;br /&gt;
		}&lt;br /&gt;
	},&lt;br /&gt;
	&amp;quot;description&amp;quot;: &amp;quot;テンプレート:Begin/{{{1}}}を同じパラメータで呼び出します。Begin-Endペアによるネストをチェックします。必ず対になるテンプレート:Endも利用してください。&amp;quot;,&lt;br /&gt;
	&amp;quot;format&amp;quot;: &amp;quot;inline&amp;quot;,&lt;br /&gt;
	&amp;quot;paramOrder&amp;quot;: [&lt;br /&gt;
		&amp;quot;1&amp;quot;,&lt;br /&gt;
		&amp;quot;collapsible&amp;quot;,&lt;br /&gt;
		&amp;quot;collapsed&amp;quot;,&lt;br /&gt;
		&amp;quot;boxed&amp;quot;&lt;br /&gt;
	]&lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/templatedata&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== section環境 ===&lt;br /&gt;
section環境は一般的なセクション機能のみを提供します。この機能は内部的に他のproof環境などからも呼び出されますが、通常の記事などでもsectioningのために自由に使うことができます。&lt;br /&gt;
&amp;lt;pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin   |section |display=タイトル | boxed=1 }}&lt;br /&gt;
セクション&lt;br /&gt;
{{end     |section }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin   |section |display=タイトル | boxed=1 }}&lt;br /&gt;
セクション&lt;br /&gt;
{{end     |section }}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== proof環境 ===&lt;br /&gt;
proof環境は証明開始記号と証明終了記号を指定して証明セクションを明示できます。&lt;br /&gt;
&amp;lt;pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin   |proof | collapsible=1 }}&lt;br /&gt;
素晴らしい証明が素敵な方法で実現される：$$\sum_{n=0}^\infty \dfrac{1}{(n+1)^2} &amp;lt; \infty.$$&lt;br /&gt;
{{end     |proof }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin   |proof | collapsible=1 }}&lt;br /&gt;
素晴らしい証明が素敵な方法で実現される：$$\sum_{n=0}^\infty \dfrac{1}{(n+1)^2} &amp;lt; \infty.$$&lt;br /&gt;
{{end     |proof }}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== preamble環境 ===&lt;br /&gt;
preamble環境はただ表示されないセクションです。MathJaxマクロの定義や定理環境の宣言をこの中で行うと便利です。&lt;br /&gt;
&amp;lt;pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin |preamble }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;&lt;br /&gt;
% 自分用のマクロを定義します&lt;br /&gt;
\newcommand\NN{\mathbf{N}}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{end   |preamble }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 存在しないサブテンプレート呼び出し ===&lt;br /&gt;
存在しない誤った環境（テンプレート）名を第一引数に与えた場合、そのテンプレートへのリンクが表示され他の効果はありません。&lt;br /&gt;
&amp;lt;pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin |unknown-environment |collapsible=1 }}&lt;br /&gt;
{{end   |unknown-environment }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin |unknown-environment |collapsible=1 }}&lt;br /&gt;
{{end   |unknown-environment }}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 対にならないネスト呼び出し ===&lt;br /&gt;
いかなる場合にもネストチェックだけは常に行います。存在しない環境（テンプレート）名を指定した場合も含みます。&lt;br /&gt;
&amp;lt;pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin |unknown-parent }}&lt;br /&gt;
{{begin   |proof | collapsible=1 }}&lt;br /&gt;
{{end     |proof-wrong-end }}&lt;br /&gt;
{{end   |unknown-parent }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin |unknown-parent }}&lt;br /&gt;
{{begin   |proof | collapsible=1 }}&lt;br /&gt;
{{end     |proof-wrong-end }}&lt;br /&gt;
{{end   |unknown-parent }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;!-- デバッグ用コマンド： ネスト状況：{{#arrayprint: __begin_end_stack__ |, |@@ |@@ }} --&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このような場合、文書の論理的なネスト構造も壊れてしまい、一部機能などが正常に動作しなくなります。この例では、折り畳み証明セクションが正常終了されず未知の環境名で閉じてしまったため、折り畳みセクションがこの位置まで継続してしまっています。&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 一般的なパラメータ引数 ==&lt;br /&gt;
いくつかのbegin/endテンプレートには共通するパラメータがあります。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== collapsible ===&lt;br /&gt;
&amp;lt;code&amp;gt;collapsible=1&amp;lt;/code&amp;gt;をテンプレート引数に与えると、begin/endセクションが折り畳み可能になります。指定しなかった場合のデフォルトでは折り畳みUIは表示されません。引数&amp;lt;code&amp;gt;collapsible&amp;lt;/code&amp;gt;の任意の空でない文字列値が真として解釈されます。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
注意：booleanをうまくパラメータ引数に与えて処理するベストプラクティスがいまいち分かっていないので、この仕様は今後変更する可能性があります。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{begin |section |collapsible=1 |collapsed=1 |display=collapsibleセクションの折り畳み初期状態指定collapsed }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;code&amp;gt;collapsed=1&amp;lt;/code&amp;gt;を併せて指定すると、begin/endセクションが初期状態で折り畳まれます。引数&amp;lt;code&amp;gt;collapsed&amp;lt;/code&amp;gt;の任意の空でない文字列値が真として解釈されます。&lt;br /&gt;
{{end |section }}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== boxed ===&lt;br /&gt;
&amp;lt;code&amp;gt;boxed=1&amp;lt;/code&amp;gt;をテンプレート引数に与えると、begin/endセクションを枠で囲い背景色をつけます。指定しなかった場合のデフォルトでは囲いも背景色もつきません。引数&amp;lt;code&amp;gt;boxed&amp;lt;/code&amp;gt;の任意の空でない文字列値が真として解釈されます。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
注意：booleanをうまくパラメータ引数に与えて処理するベストプラクティスがいまいち分かっていないので、この仕様は今後変更する可能性があります。&lt;br /&gt;
&amp;lt;/noinclude&amp;gt;&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88:Begin/proof&amp;diff=5679</id>
		<title>テンプレート:Begin/proof</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88:Begin/proof&amp;diff=5679"/>
		<updated>2021-05-02T05:51:47Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: 表示を Proof. に，collapsed=1, collapsible=1 をデフォルトに&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;&amp;lt;includeonly&amp;gt;&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#parameterstohash: __params__ }}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#hashinclude: __default_proof_params__&lt;br /&gt;
     |class=mathpedia-proof&lt;br /&gt;
     |collapsible=1&lt;br /&gt;
     |collapsed=1&lt;br /&gt;
     |display=&amp;lt;small&amp;gt;Proof.&amp;lt;/small&amp;gt;}}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#hashmerge: __proof_params__ |__default_proof_params__ |__params__ }}&amp;lt;!--&lt;br /&gt;
--&amp;gt;{{#hashtotemplate: Begin/section | __proof_params__ }}&amp;lt;/includeonly&amp;gt;&amp;lt;noinclude&amp;gt;&lt;br /&gt;
== Proof 環境 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このテンプレートは、デフォルト設定を Proof 環境用に特化したバージョンの [[テンプレート:Begin/section]] です。パラメータ引数の詳細は [[テンプレート:Begin]] を参照してください。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{begin |proof |collapsible=1 |boxed=1 }}&lt;br /&gt;
素晴らしい証明．&lt;br /&gt;
&amp;lt;pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{begin |proof |collapsible=1 |boxed=1 }}&lt;br /&gt;
素晴らしい証明．&lt;br /&gt;
{{end   |proof |qed=□ }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/pre&amp;gt;&lt;br /&gt;
{{end   |proof |qed=□ }}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{begin/proof |display=Proof }}素晴らしい証明{{end/proof |qed=Q.E.D. }}&lt;br /&gt;
{{begin/proof |display=証明： }}素晴らしい証明{{end/proof |qed=証明終 }}&lt;br /&gt;
{{begin/proof |display=(pf)  }}素晴らしい証明{{end/proof |qed=(^^) }}&lt;br /&gt;
{{begin/proof |display=      }}素晴らしい証明{{end/proof |qed= }}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/noinclude&amp;gt;&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%AB%98%E6%AC%A1%E5%85%83%E9%A1%9E%E4%BD%93%E8%AB%96&amp;diff=2251</id>
		<title>高次元類体論</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%AB%98%E6%AC%A1%E5%85%83%E9%A1%9E%E4%BD%93%E8%AB%96&amp;diff=2251"/>
		<updated>2021-01-30T19:10:27Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;[[高次元類体論]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%A1%9E%E4%BD%93%E8%AB%96&amp;diff=2250</id>
		<title>類体論</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%A1%9E%E4%BD%93%E8%AB%96&amp;diff=2250"/>
		<updated>2021-01-30T19:10:26Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  類体論 ==&lt;br /&gt;
* コメント　この記事は現在執筆中につき未完成。現環境下では可換図式を書くのが難しいので、以下の内容は中途半端なものになってしまいました。今後のアップデートで、さらに加筆修正予定です。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
類体論(class field theory)とは、[[局所体]]または[[大域体]]のアーベル拡大の様子を記述する理論である。本稿では、局所体のアーベル拡大を調べる局所類体論、大域体のアーベル拡大を調べる大域類体論の主張を説明し、これら古典理論の一般化について触れる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
ここでは、類体論を説明する上で、必要最小限の定義を与えるが、詳しい性質などについて触れない部分も多々ある。各概念の詳しい説明は[[代数的整数論]]の項を参照してください。&lt;br /&gt;
===  局所体と大域体 ===&lt;br /&gt;
体 $K$ が大域体(global field)であるとは、$K$ が有理数体 $\mathbb{Q}$ または有限体上の一変数関数体 $\mathbb{F}_{p}(t)$ の有限次拡大体であることを言う。&lt;br /&gt;
また、$K$ が非アルキメデス局所体、または単に局所体(local field)であるとは、同様に $K$ が $p$ 進数体 $\mathbb{Q}_{p}$ または有限体上の一変数ローラン級数体 $\mathbb{F}_{p}({(t)})$ の有限次拡大体であることを言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  有限素点と離散付値 ===&lt;br /&gt;
$v$ が体 $K$ の離散付値(discreate valuation)であるとは、全射な写像&lt;br /&gt;
$$v\colon K\longrightarrow \mathbb{Z}\cup \{\infty \}$$&lt;br /&gt;
であって、次の条件を満たすもののことである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
# $x\in K$ に対して $v(x)=\infty$ となるのは $x=0$ のみである。&lt;br /&gt;
# 任意の $x,y \in K$ に対して $v(xy)=v(x)+v(y)$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
# 任意の $x,y \in K$ に対して $v(x+y)\geq {\rm Inf}({v(x),v(y)})$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  例 ====&lt;br /&gt;
* 例えば $K=\mathbb{Q}$ のとき、有理素数 $p$ に対して、有理数 $x\in \mathbb{Q}$ が $x=p^{n}\frac{a}{b}$ ($a$ と $b$ は互いに素で共に $p$ で割れない) という形で表示できたとき、 $v(x)=n$ と定めると $v$ は $\mathbb{Q}$ の離散付値になる。 $\mathbb{Q}$ の離散付値はこのようにして、必ずある素数から定まるものに限られることが知られている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $K=\mathbb{C}({(T)})$ のとき、ローラン級数 $f(T)=\sum_{n\in \mathbb{Z}} a_{n}T^{n}$ に対して、$v(f)$ を $a_{n}\neq 0$ となる最小の $n$ として定めると $v$ は $\mathbb{C}({(T)})$ の離散付値になる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
大域体 $K$ の整数環 $\mathscr{O}_{K}$ の極大イデアルのことを $K$ の有限素点(finite place)と言う。上の例において、素数から有理数体 $\mathbb{Q}$ の離散付値を作ったのと同様に、$K$ の有限素点から離散付値を作ることができる。このようにして、しばしば大域体の離散付値と有限素点は同値な意味で用いられる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  無限素点 ===&lt;br /&gt;
代数体 $K$ の無限素点(infinity place)とは、体の埋め込み $K\longrightarrow \mathbb{C}$ の複素共役類のことである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  例 ====&lt;br /&gt;
* $\mathbb{Q}(i)$ の $\mathbb{C}$ への埋め込みは二つあり、それぞれ、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
a+bi \longmapsto a+bi,&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
a+bi \longmapsto a-bi&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。これらは互いに共役なので、$\mathbb{Q}(i)$の無限素点は一つである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $\mathbb{Q}(\zeta_{8})$の $\mathbb{C}$ への埋め込みは四つあり、それぞれ、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(1). \quad \zeta_{8} \longmapsto \zeta_{8}, &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(2). \quad \zeta_{8} \longmapsto \zeta_{8}^{3}, &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(3). \quad \zeta_{8} \longmapsto \zeta_{8}^{5}, &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(4). \quad \zeta_{8} \longmapsto \zeta_{8}^{7}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。このうち $(1)$ と $(4)$、$(2)$ と $(3)$ は互いに共役なので、$\mathbb{Q}(\zeta_{8})$ は二つの無限素点を持つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
無限素点の像が実数体 $\mathbb{R}$ に収まるもののことを実素点、そうでないものを複素素点と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  代数体の完備化とその位相 ===&lt;br /&gt;
* $K$ を代数体とし、$v$ をその離散付値とする。 $a$ を $1$ より大きい適当な実数とする。このとき、$x,y\in K$ に対して、$d(x,y)=a^{-v(x-y)}$ とすると、これは $K$ 上の距離となる。こうして出来た距離空間 $K$ を完備化して得られる空間を $K_{v}$ と書くことにすると、これは $K$ の演算を自然に延長して、体の構造を持つ。体 $K_{v}$ のことを体 $K$ の有限素点 $v$ での完備という。&lt;br /&gt;
* $K_{v}$ は、位相体として、局所コンパクトかつHausdorffである。&lt;br /&gt;
* $K_{v}$ は、$K$ の離散付値 $v$ の自然に延長を持ち、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathscr{O}_{K_{v}}=\{x\in K \mathrel{\vert} v(x)\geq 0\},&lt;br /&gt;
$$ &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathfrak{m}_{v}=\{x\in K \mathrel{\vert} v(x)&amp;gt;0\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
はそれぞれ、$K_{v}$ の極大コンパクト部分位相環とその極大イデアルである。 $\mathscr{O}_{K_{v}}$ のことを $K_{v}$ の整数環とよぶ。 $\mathfrak{m}_{v}$は $v(x)=1$ となる元 $x\in K_{v}$ で生成される。このような $x$ のことを $v$ の素元(uniformizer)といい、しばしば $\pi_{v}$ と記される。剰余体 $k_{v}=\mathscr{O}_{K_{v}}/\mathfrak{m}_{v}$ は有限体である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$K_{v}$ は加法群として、開部分群の族 $\{\mathfrak{m}_{v}^{n}\}_{n\geq 0}$ を $0$ の基本近傍系として持つ。また、乗法群 $K_{v}^{\times}$ は &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
K_{v}^{\times} \simeq \mathscr{O}_{K_{v}}^{\times}\times \mathbb{Z}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
と分解し、単数群 $\mathscr{O}_{K_{v}}^{\times}$ は 開部分群の族 $\{1+\mathfrak{m}_{v}^{n}\}_{n\geq 1}$ を $1$ の基本近傍系として持つ。特に $K_{v}^{\times}$ は局所コンパクトな位相群であり、 $\mathscr{O}_{K_{v}}^{\times}$ はその極大コンパクトな部分位相群である。&lt;br /&gt;
* このフィルトレーションに付随して完全列&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
0 \longrightarrow \mathscr{O}_{K_{v}}^{\times} \longrightarrow K_{v}^{\times} \longrightarrow \mathbb{Z} \longrightarrow 0&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
0 \longrightarrow 1+\mathfrak{m}_{v} \longrightarrow \mathscr{O}_{K_{v}}^{\times} \longrightarrow k_{v}^{\times} \longrightarrow 0&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
0 \longrightarrow 1+\mathfrak{m}_{v}^{n+1} \longrightarrow 1+\mathfrak{m}_{v}^{n} \longrightarrow k_{v} \longrightarrow 0&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
がある。特に $k_{v}$ の標数が $p$ なら、各 $1+\mathfrak{m}_{v}^{n}$ は 副 $p$ 群(pro- $p$ group)である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $K$ の無限素点 $v$ に対して、$v$ が実素点のとき、$K_{v}=\mathbb{R}$、$v$ が複素素点のとき、$K_{v}=\mathbb{C}$ であると約束する。 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  代数体のアデール環とイデール群、イデール類群 ===&lt;br /&gt;
* $K$ を代数体とし、$S$ を $K$ の素点の有限集合とし、無限素点をすべて含むものとする。このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathbb{A}_{K}(S)=\prod_{v\in S} K_{v} \times \prod_{v\notin S} \mathscr{O}_{K} &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とし、$S$ が $K$ のこのような素点の有限集合全体を走るとき、$\mathbb{A}_{K}(S)$ の帰納的極限を $K$ のアデール環(adele ring)といい、$\mathbb{A}_{K}$ とかく。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* コメント こうした一見めんどうな積のことを制限積と言う。これは局所コンパクト性という位相的に良い性質を崩さないための措置である。[[Tychonoffの定理]]により、コンパクト空間の積は、再びコンパクトになるが、局所コンパクト空間の積は、同様とはならない。しかし制限積は、局所コンパクト性を保存してくれる。アデール環の局所コンパクト性は、[[$p$ 進解析]]や[[跡公式]]の理論を展開する土台となってくれる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $K$ のアデール環は局所コンパクトな位相環である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 制限積の手法により、イデール群も定義できる。$S$ を$K$ の素点の有限集合とし、無限素点をすべて含むものとする。このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathbb{I}_{K}(S)=\prod_{v\in S} K_{v}^{\times} \times \prod_{v\notin S} \mathscr{O}_{K}^{\times}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とし、$S$ が $K$ のこのような素点の有限集合全体を走るとき、$\mathbb{I}_{K}(S)$ の帰納的極限を $K$ のイデール群(idele group)といい、$\mathbb{I}_{K}$ とかく。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $K$ のイデール群は局所コンパクトな位相群である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $K$ の乗法群からイデール群への対角射&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
K^{\times} \longrightarrow \mathbb{I}_{K}; x \longmapsto (x,x,\cdots)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
による商を ${\bf C}_{K}$ とかき、$K$ のイデール類群(idele class group)という。&lt;br /&gt;
==  主張 ==&lt;br /&gt;
===  局所類体論 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  相互写像 ====&lt;br /&gt;
$L/K$ を局所体の有限次アーベル拡大とする。このとき、自然な同型&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
K^{\times}/{\rm N}_{L/K}(L^{\times}) \simeq {\rm Gal}(L/K)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
がある。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  類体の存在定理 ====&lt;br /&gt;
局所体 $K$ の有限次アーベル拡大体のノルム群は、 $K^{\times}$ の指数有限な開部分群であり、$K^{\times}$ の指数有限な開部分群は、そのようなものに限る。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以上より、次のことが言えた。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  主結果 ====&lt;br /&gt;
局所体 $K$ の乗法群 $K^{\times}$ から、そのGalois群のアーベル商への連続な単射準同型&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\psi_{K}\colon K^{\times} \longrightarrow {\rm Gal}(K^{\rm ab}/K)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であって、その像が稠密となるものがある。$\psi_{K}$ はさらに、次のような図式を可換にする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
# 有限次アーベル拡大 $L/K$ に対して、&lt;br /&gt;
\[&lt;br /&gt;
\EMxymatrix{&lt;br /&gt;
L^{\times} \ar[r] \ar[d] &amp;amp; {\rm Gal}(L^{\rm ab}/L) \ar[d] \\&lt;br /&gt;
K^{\times} \ar[r] &amp;amp; {\rm Gal}(K^{\rm ab}/K) &lt;br /&gt;
}&lt;br /&gt;
\]&lt;br /&gt;
===  大域類体論 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  相互写像 ====&lt;br /&gt;
$L/K$ を代数体の有限次アーベル拡大とする。このとき、自然な同型&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\bf C}_{K}/{\rm N}_{L/K}({\bf C}_{L}) \simeq {\rm Gal}(L/K)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
がある。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  類体の存在定理 ====&lt;br /&gt;
代数体 $K$ のイデール類群 ${\bf C}_{K}$ の指数有限な部分群は必ず、$K$ のある有限次アーベル拡大体のイデール類群のノルムとなる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  で、何が嬉しいの？ ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* コメント　数学辞典Mathpediaでは、皆さまの「類体論を学んで・使って嬉しかった」体験を募集中です。皆さまのご応募をお待ちしております。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* コメント　執筆者は自身の兄に「 $4$ で割って $1$ 余る素数は平方数の和で書けるんだよ(ﾄﾞﾔｯ」と語ったことがあった。それを聞いた兄は言った。「ふーん。良かったね」&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
ここでは、類体論の結果を使うことによって、数学、そして整数論はどのような結果を得てきたかについて軽く触れたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  種々の一般化 ==&lt;br /&gt;
これまで、類体論の主張について見てきたが、現在、この整数論の古典的な結果は様々な方向へと拡張し深化している。以下では、類体論の種々の一般化について軽く触れよう。以下の説明はすべて大雑把なため、より詳しい説明については、各該当項目に求められたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  高次元化 ===&lt;br /&gt;
ここでは、上記で述べた古典的な類体論の高次元バージョンについて軽く説明する。詳しい説明は[[高次元類体論]]を参照。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  定義 ====&lt;br /&gt;
* $K$ が $n$ 次元局所体であるとは、$K$ が離散付値 $v$ に関して完備であり、その剰余体が $n-1$ 次元局所体であるようなものとして帰納的に定義することができる。ただし、有限体のことを $0$ 次元局所体と約束する。したがって、我々が今まで扱ってきた局所体とは、$1$ 次元局所体である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 体 $K$ の $n$ 次Milnor K群を次のようにして定義する。&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm K}^{\rm M}_{n}(K)=T_{n}(K)/I_{n}(K)&lt;br /&gt;
$$ &lt;br /&gt;
ただし、$T_{n}(K)$ は 乗法群の $n$ 回テンソル $K^{\times}\bigotimes \cdots \bigotimes K^{\times}$ であり、$I_{n}(K)$ は $\{a_{1}\otimes \cdots \otimes a_{n} \mathrel{\vert} {\text ある} i\neq j {\text に対して} a_{i}+a_{j}=1 \}$ で生成される $T_{n}(K)$ の部分群とする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  主結果 ====&lt;br /&gt;
$n$ 次元局所体 $K$ に対して、群準同型&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm K}_{n}^{\rm M}(K)\longrightarrow {\rm Gal}(K^{\rm ab}/K)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が存在して、 $K$ の任意の有限次アーベル拡大体 $L$ に対して、自然な同型&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm K}_{n}^{\rm M}(K)/{\rm N}_{L/K}({\rm K}_{n}^{\rm M}(L)) \simeq {\rm Gal}(L/K)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を誘導する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
他にも次元の降下との兼ね合いなどとも両立して、上手く振る舞う。[[高次元類体論]]を参照。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  非可換化 ===&lt;br /&gt;
類体論は、上記のように、局所体や大域体のアーベル拡大について、かなり詳しい情報を我々に教えてくれる。しかし、そうでない拡大についての情報は類体論からは分からないという欠点もある。1960年代、非アーベルな拡大を表現論的に理解しようという試みがR.\ Langlandsによって提唱された。ここでは、それについて少し触れたい。なお、詳しい説明は[[$p$ 進簡約群の表現]]や[[Langlands対応]]を参照。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  定義 ====&lt;br /&gt;
* 位相群 $G$ が局所副有限群であるとは、$G$ が副有限群からなる $1$ の基本近傍系を持つことをいう。局所副有限群はまた、局所コンパクトかつHausdorffかつ完全不連結な位相群としても特徴づけられる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $(\pi,V)$ が局所副有限群 $G$ のsmooth表現であるとは、$V$ の任意の元 $v$ に対して、$G$ のコンパクト開部分群 $K$ が存在して、すべての $k\in K$ に対して $\pi(k)v=v$ となることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==== * 例 ====&lt;br /&gt;
# 局所体 $K$ に対して、$GL_{d}(K)$ は局所副有限群である。&lt;br /&gt;
# 局所体 $K$ に対して、そのWeil群 ${\rm W}_{K}$ は局所副有限群である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* Weil群については説明が必要だろう。これは群としては、$K$ の絶対Galois群 ${\rm Gal}(K^{\rm sep}/K)$ の部分群&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\{\sigma \in {\rm Gal}(K^{\rm sep}/K) \mathrel{\vert} \epsilon(\sigma) \in \mathbb{Z} \}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であって、その位相は、惰性群 $I_{K}$ を開部分群とするような位相群である。すなわち、部分集合 $U\subset {\rm W}_{K}$ が開であるのは、任意の $g\in {\rm W}_{K}$ に対して、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\{h\in I_{K} \mathrel{\vert} gh\in U \}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が $I_{K}$ の開集合であるとして、${\rm W}_{K}$ に位相を定義した。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$W_{K}$ のある種の表現(Weil Deligne表現)は、Galois群の表現と非常に近しい関係にある。Langlands対応とは、一般線形群 $GL_{d}(K)$ と ${\rm W}_{K}$ の表現同士がbijectiveに対応していることを主張する理論である。&lt;br /&gt;
====  主結果 ====&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  説明 ====&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  類体の構成問題 ===&lt;br /&gt;
局所体の完全分岐な拡大は、[[Lubin-Tate形式群]]に付随する冪級数の等分点を添加することによって与えられることが知られている。また、関数体については[[Drinfeld加群]]の等分点が、類体の構成問題において重要な役割を果たす。一般の代数体に関して、これほどの結果はまだないが、虚二次体やCM体については、解決されている。虚二次体の場合には、[[虚数乗法]]を持つ[[楕円曲線]]の等分点、CM体の場合には虚数乗法を持つ[[Abel多様体]]の等分点が、その役割を果たす。詳しくは[[虚数乗法]]や[[類体の構成問題]]を参照。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%A0%86%E5%BA%8F%E9%9B%86%E5%90%88&amp;diff=2249</id>
		<title>順序集合</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%A0%86%E5%BA%8F%E9%9B%86%E5%90%88&amp;diff=2249"/>
		<updated>2021-01-30T19:10:26Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  順序集合 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%A0%86%E5%BA%8F%E6%95%B0&amp;diff=2248</id>
		<title>順序数</title>
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		<updated>2021-01-30T19:10:26Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  順序数 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;br /&gt;
* [[集合論]]&lt;br /&gt;
* [[順序集合]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%A2%E6%95%A3%E7%A9%BA%E9%96%93&amp;diff=2247</id>
		<title>離散空間</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%A2%E6%95%A3%E7%A9%BA%E9%96%93&amp;diff=2247"/>
		<updated>2021-01-30T19:10:25Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  離散空間 ==&lt;br /&gt;
離散空間とは、位相空間の種類のひとつである。最も極端に開集合が多い位相空間として捉えることもできる。その名の示す通り、点どうしが「離散的であるかのような振る舞い」を示す。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
集合 $X$ のすべての部分集合を開集合とするような $X$ 上の位相が唯一つ存在する。この位相を $X$ に入れた位相空間について、これを''離散空間''であるという。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[濃度]] $\kappa$ を持つ位相空間について、これを$D(\kappa)$ と表記することもある。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E8%AB%96%E3%81%AB%E9%96%A2%E9%80%A3%E3%81%99%E3%82%8B%E4%BA%8B%E9%A0%85&amp;diff=2246</id>
		<title>集合論に関連する事項</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E8%AB%96%E3%81%AB%E9%96%A2%E9%80%A3%E3%81%99%E3%82%8B%E4%BA%8B%E9%A0%85&amp;diff=2246"/>
		<updated>2021-01-30T19:10:25Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  集合論に関連する事項 ==&lt;br /&gt;
集合論に関連する事項についてのページをリストアップする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  基礎的な事項 ==&lt;br /&gt;
* [[ZFC公理系]]&lt;br /&gt;
* [[空集合]]&lt;br /&gt;
* [[和集合]]&lt;br /&gt;
* [[積集合]]&lt;br /&gt;
* [[冪集合]]&lt;br /&gt;
* [[関係]]&lt;br /&gt;
* [[写像]]&lt;br /&gt;
* [[単射]]&lt;br /&gt;
* [[全射]]&lt;br /&gt;
* [[全単射]]&lt;br /&gt;
* [[順序数]]&lt;br /&gt;
* [[基数]]&lt;br /&gt;
* [[濃度]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;br /&gt;
*[[集合論]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E8%AB%96&amp;diff=2245</id>
		<title>集合論</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E8%AB%96&amp;diff=2245"/>
		<updated>2021-01-30T19:10:24Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 集合論 ==&lt;br /&gt;
集合 (しゅうごう、set) とは、数学において用いられる基礎概念の一つ。19世紀後半、数学が抽象化、厳密化する過程でカントール等によって確立された。現在では多くの数学的対象は集合に何らかの構造(代数構造や位相構造など)が付加されたものと考えられているため、集合は数学の土台あるいは言語として非常に重要な概念となっている。そのためどの分野を学ぶ際にも集合の基礎知識は不可欠となっている。&lt;br /&gt;
また、20世紀後半から[[圏論]]が発展し、こちらも数学の基礎のひとつとして重要性を高めている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
本稿では「数学を学ぶための言葉」として必要最低限の「集合と論理」について説明する。したがって集合論自体を公理的に取り扱うことはしない。集合論を公理的に扱った[[公理的集合論]]はリンク先を参照されたい。現代数学を初めて学ぶ際は、[[線形代数学]]と[[微分積分学]]をまなびつつ、以下に述べるような集合論の初歩程度の知識を身につけて[[代数系&amp;gt;代数学の概要]]、[[位相空間]]などに進むのが定番となっている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  ''集合論の初歩'' ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
かっこで囲った項目は多少後回しにしても差し支えない。また、近年の圏論の重要性を踏まえて以下のリンク先の説明に圏論を意識した表現も用いる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
: [[論理と命題]] &lt;br /&gt;
: [[集合の基本的な用語、集合の演算]] &lt;br /&gt;
: [[全称記号と存在記号]] &lt;br /&gt;
: [[写像、像、逆像、写像のグラフ]] &lt;br /&gt;
: [[写像の合成、写像の拡大と制限]]  &lt;br /&gt;
: [[選択公理について]]&lt;br /&gt;
: [[単射、全射、全単射、逆写像]] &lt;br /&gt;
: （[[演算と代数構造]]）&lt;br /&gt;
: （[[関係、同値関係、商集合]]） &lt;br /&gt;
: [[部分集合族、べき集合]] &lt;br /&gt;
: （[[初歩的な順序集合]]） &lt;br /&gt;
: （[[Zornの補題]]） &lt;br /&gt;
: [[集合の濃度]] &lt;br /&gt;
: [[可算集合、非可算集合]] &lt;br /&gt;
: （[[濃度の演算]] ）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  集合論に関連する事項 ==&lt;br /&gt;
[[集合論に関連する事項]]を参照されたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  参考文献 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  外部リンク ==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E3%83%BB%E8%AB%96%E7%90%86%E3%81%AE%E5%8F%82%E8%80%83%E6%9B%B8&amp;diff=2244</id>
		<title>集合・論理の参考書</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E3%83%BB%E8%AB%96%E7%90%86%E3%81%AE%E5%8F%82%E8%80%83%E6%9B%B8&amp;diff=2244"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:31Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 集合・論理の参考書 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
現代数学の基礎としての基本的な集合論を解説する入門書においては、しばしば基本的な位相空間論も解説されている。そのような文献として、松坂和夫『集合・位相入門』には定評がある。また、内田伏一の『集合と位相』などは大学などにおいて教科書として指定されることが多い。原啓介の[[『集合・位相・圏　数学の言葉への最短コース』:https://amzn.to/34utIpD]]は比較的新しい本で、圏論を意識した集合・位相の説明をしていて現代的であると思う。ただし絞った内容を簡潔に書いている薄い本なので副読本として目を通すとよい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 標準的な入門書 ===&lt;br /&gt;
|著者名・タイトル|難易度|内容|書評|h&lt;br /&gt;
|[[新井 敏康「集合・論理と位相」:https://amzn.to/34wMMUu]]||||&lt;br /&gt;
|[[原 啓介「集合・位相・圏　数学の言葉への最短コース」:https://amzn.to/34utIpD]]||||&lt;br /&gt;
|[[斎藤毅「集合と位相」:https://amzn.to/3avpnn5]]||||&lt;br /&gt;
|[[松坂和夫「集合・位相入門」:https://amzn.to/343u9XN]]||||&lt;br /&gt;
|[[内田伏一「集合と位相」:https://amzn.to/3g2vQXY]]||||&lt;br /&gt;
|[[齋藤正彦「数学の基礎―集合・数・位相」:https://amzn.to/3bduzg1]]||||&lt;br /&gt;
|[[寺澤順「現代集合論の探検」:https://amzn.to/3lFbkAw]]||||&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== より初歩的な数学入門書や読み物 ===&lt;br /&gt;
|著者名・タイトル|難易度|内容|書評|h&lt;br /&gt;
|[[藤田博司『「集合と位相」をなぜ学ぶのか ― 数学の基礎として根づくまでの歴史』:https://amzn.to/2QOzo5L]]||||&lt;br /&gt;
|[[嘉田勝「論理と集合から始める数学の基礎」:https://amzn.to/3jrTkrw]]||||&lt;br /&gt;
|[[佐藤文広「数学ビギナーズマニュアル」:https://amzn.to/31LX0yz]]||||&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E3%81%AE%E6%BF%83%E5%BA%A6&amp;diff=2243</id>
		<title>集合の濃度</title>
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		<updated>2021-01-30T19:02:30Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 集合の濃度 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
集合の''濃度'' (cardinality) は集合の「大きさ」を測る指標であり、有限集合の「元の個数」を拡張するものである。有限集合 $X,Y$ が与えられたとき、以下は同値である。&lt;br /&gt;
# $X$ と $Y$ の元の個数が等しい。&lt;br /&gt;
# $X$ と $Y$ の間に全単射 $f\colon X\to Y$ が存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
また同様に以下も同値である。&lt;br /&gt;
# $X$ の元の個数は $Y$ の元の個数以下である。&lt;br /&gt;
# $X$ と $Y$ の間に単射 $f\colon X\to Y$ が存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
ナイーブには「元の個数」は有限集合に対してしか適用できないのに対し、全単射や単射の存在は無限集合に対しても考えうる。よって全単射や単射の存在によって集合 $X,Y$ の大きさを測ろうというのが、濃度の考え方といって良いだろう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
集合 $X,Y$ に対して関係 $X\equiv_{\mathrm{card}} Y$ を $X$ から $Y$ への全単射が存在する、と定める。このとき以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
# ''反射律''　任意の集合 $X$ に対し、 $X\equiv_{\mathrm{card}} X$ である。&lt;br /&gt;
# ''対称律''　任意の集合 $X,Y$ に対し、$X\equiv_{\mathrm{card}} Y$ ならば $Y\equiv_{\mathrm{card}} X$ である。&lt;br /&gt;
# ''推移律''　任意の集合 $X,Y,Z$ に対し、 $X\equiv_{\mathrm{card}} Y$ かつ $Y\equiv_{\mathrm{card}} Z$ ならば $X\equiv_{\mathrm{card}} Z$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
これらは定義に基づき書き直せば以下のようになる。&lt;br /&gt;
# ''反射律''　任意の集合 $X$ に対し、全単射 $f\colon X\to X$ が存在する。&lt;br /&gt;
# ''対称律''　任意の集合 $X,Y$ に対し、全単射 $f\colon X\to Y$ が存在するならば 全単射$g\colon Y\to X$ も存在する。&lt;br /&gt;
# ''推移律''　任意の集合 $X,Y,Z$ に対し、全単射 $f\colon X\to Y$が存在しかつ 全単射 $g\colon Y\to Z$ が存在するならば全単射 $h\colon X \to Z$ も存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
反射律は $f:=\mathrm{id}_X$ とすれば良く、対称律は $g:=f^{-1}$ とすれば良く推移律は $h:=g\circ f$ とすれば成り立つことがすぐ分かるであろう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
よって $\equiv_{\mathrm{card}}$ は同値関係であることが分かる。同値関係であるということは、集合全体を $\equiv_{\mathrm{card}}$ で割ることができ、$X$ の同値類 $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ を考えることができる。この同値類 $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ を $X$ の''濃度'' (cardinality) といい、$\mathrm{card}(X),\#X,|X|$ などと表す。また濃度の全体を $\mathrm{Card}$ とする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  濃度の順序 ==&lt;br /&gt;
$\mathrm{Card}$ の元 $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}},[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ に対して二項関係 $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ を単射 $f\colon X\to Y$ が存在することと定義する。これはwell-definedである、すなわち以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
* $[X_0]_{\equiv_{\mathrm{card}}}=[Y_0]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ かつ $[X_1]_{\equiv_{\mathrm{card}}}=[Y_1]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ かつ $[X_0]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [X_1]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ ならば $[Y_0]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [Y_1]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
これを定義に基づいて書き直せば以下の用になる。&lt;br /&gt;
* 全単射 $f_0\colon X_0\to Y_0$ と、全単射 $f_1\colon X_1\to Y_1$ と単射 $g_X\colon X_0\to X_1$ が存在するとき、単射 $g_Y\colon Y_0\to Y_1$ も存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
これは $g_Y:=f_0^{-1}\circ g_X\circ f_1$ とすれば成り立つことが分かるであろう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
また $\leq$ は $\mathrm{Card}$ 上で[[全順序]]になる。すなわち以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
* ''反射律''　任意の $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\in\mathrm{Card}$ に対し、 $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ である。&lt;br /&gt;
* ''全域律''　任意の $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}},[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\in\mathrm{Card}$ に対し、$[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ または $[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ である。&lt;br /&gt;
* ''反対称律''　任意の $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}},[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\in\mathrm{Card}$ に対し、$[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ かつ$[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ であるならば $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}= [Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ である。&lt;br /&gt;
* ''推移律''　任意の $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}},[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}},[Z]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\in\mathrm{Card}$ に対し、$[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ かつ $[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [Z]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ ならば $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\leq [Z]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
特に濃度に対する反対称律を[[Cantor–Bernstein–Schröderの定理]]という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
またもっと言えば濃度の順序は[[整列順序]]になっている。よって任意の濃度からなる集合 $X$ に対し最小元 $\min X$ が存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  濃度の演算 ==&lt;br /&gt;
$I$ を添字集合とし $\{[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}\}_{i\in I}$ を濃度の族とする。また $\sum_{i\in I}X_i,\prod_{i\in I}X_i$ を集合の直和、直積とする。 このとき濃度の和 $\sum_{i\in I}[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ と濃度の積 $\prod_{i\in I}[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ を以下のように定める。&lt;br /&gt;
* $\sum_{i\in I}[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}:=[\sum_{i\in I}X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ 。&lt;br /&gt;
* $\prod_{i\in I}[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}:=[\prod_{i\in I}X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ 。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
また濃度 $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}},[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ に対して冪 ${[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}}^{[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}}$ を以下のように定める。&lt;br /&gt;
* ${[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}}^{[Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}}:=[X^Y]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ 。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
ここで $X^Y$ は $Y$ から $X$ への写像全体の集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$I$ が有限集合で、ある $i$ に対して $X_i$ が無限集合であるとき&lt;br /&gt;
$$\sum_{i\in I}[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}=\prod_{i\in I}[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}=\max_{i\in_I}[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$$ が成り立つ。また全ての $i$ に対して $X_i$ が有限集合であるとき、濃度は要素の数の和、積と一致する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以下のような不等式も知られている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* [[Cantorの定理]]　$Y$ の濃度は $2:=\{0,1\}$ 以上とする。このとき任意の集合 $X$ に対して $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}&amp;lt;[Y^X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ である。特に $[X]_{\equiv_{\mathrm{card}}}&amp;lt;[\mathcal{P}(X)]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ である。&lt;br /&gt;
* [[Kőnigの定理]] 各 $i\in I$ に対し $[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}&amp;lt;[Y_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ とする。このとき $\sum_{i\in I}[X_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}&amp;lt;\prod_{i\in I} [Y_i]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  具体的な濃度 &amp;amp;aname(cardinal_example); ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $\mathbb{N}$ の濃度を''可算濃度'' といい $\aleph_0$ と表す。また $\aleph_n$ より大きい最小の濃度を $\aleph_{n+1}$ とする。また可算濃度を持つ集合を可算無限集合という((単に可算集合というと、有限集合も含むことがある。この記事に於いてはたかだか可算と可算無限のように使い分けることにする))。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{R}$ の濃度を''連続体濃度'' といい $\aleph$ と表す。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
可算濃度を持つ集合の例を挙げる。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{Z},\mathbb{Q}$ 。&lt;br /&gt;
* 代数的数全体 $\bar{\mathbb{Q}}$ 。&lt;br /&gt;
* 自然数の有限列全体 $\mathbb{N}^{&amp;lt;\omega}$ 。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\aleph_1$ を濃度として持つ集合の例を挙げる。&lt;br /&gt;
* たかだか可算な順序数全体。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{Q}$ 上の通常の順序で整列されるような集合を $W$ とし順序同型関係を $\equiv$ としたとき $W/{\equiv}$ の濃度。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{R}$ 上の通常の順序で整列されるような集合を $W$ とし順序同型関係を $\equiv$ としたとき $W/{\equiv}$ の濃度。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* [[長い直線]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
連続体濃度を持つ集合の例を挙げる。&lt;br /&gt;
* [[超越数]] 全体 $\mathbb{R}\setminus\bar{\mathbb{Q}}$ 。&lt;br /&gt;
* 複素数全体 $\mathbb{C}$ 。 &lt;br /&gt;
* $\mathcal{P}(\mathbb{N})$ 。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{N}^\mathbb{N}$ 。&lt;br /&gt;
* 実数の可算列全体 $\mathbb{R}^\mathbb{N}$ 。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{R}\to\mathbb{R}$ の連続関数全体。 &lt;br /&gt;
* [[Euclid空間]] $\mathbb{R}^n$ の開集合全体。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$2^\aleph$ を濃度として持つ集合の例を挙げる。&lt;br /&gt;
* $\mathcal{P}(\mathbb{R})$ 。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{R}^\mathbb{R}$ 。&lt;br /&gt;
* [[Sorgenfrey直線]] $S$ に対して $S^2$ の開集合全体。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  連続体仮説 ==&lt;br /&gt;
さてCantorは以下の''連続体仮説'' (continuum hypothesis $\mathsf{CH}$) という問題を提示した。&lt;br /&gt;
* $\aleph_0$ と $\aleph$ の中間の濃度、すなわち $\aleph_0&amp;lt;\kappa&amp;lt;\aleph$ となるような濃度 $\kappa$ は存在しない((選択公理の上で同値な命題である''アレフ仮説'' (aleph hypothesis) $\aleph_1=\aleph$ と定式化されることも多い))。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
連続体仮説はGödelとCohenらによって一般的な集合論の公理系 $\mathsf{ZFC}$ では証明も反証もできないことが知られている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  濃度の正確な扱いについて ==&lt;br /&gt;
上記で述べた濃度の定義は集合論 $\mathsf{ZFC}$ に於いてはill-definedである。まず集合全体は集合ではないし、全単射が存在する二つの集合の組全体も集合ではなく、同じ濃度であるという論理式 $\equiv_\mathrm{card}$ も二項関係ではない。ill-definedであることは以下のように分かる。集合全体を $V$ とし、これが集合だとすると冪集合 $\mathcal{P}(V)$ が存在し $\mathcal{P}(V)$ の元はすべて集合であり $\mathcal{P}(V)\subseteq V$ あるわけだが、これは[[Cantorの定理]]に矛盾する。また $\{(x,x)\mid x\in V\}$ は「全単射が存在する二つの集合の組全体」の部分クラスになっており $V$ からの単射が存在するので真のクラスとなる。&lt;br /&gt;
よって以下では濃度を正確に扱う方法をいくつか考えよう。一つ目に挙げる方法は前提知識なく理解できるであろうが、二つ目以降は[[順序数]]や[[累積階層]]、[[数理論理学&amp;gt;数理論理学の概要]]などの知識を必要とする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  濃度を直接定義せず、間接的に扱う。 ===&lt;br /&gt;
集合 $X$ に対して $\mathrm{card}(X)$ というものを定義せず、&lt;br /&gt;
$\mathrm{card}(X)=\mathrm{card}(Y)$ を全単射 $f\colon X\to Y$ が存在することの略記、$\mathrm{card}(X)\leq \mathrm{card}(Y)$ を単射 $f\colon X\to Y$ が存在することの略記として扱うという手法である。この手法のメリットとして使う道具立てが少ないということが挙げられる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  濃度をある種の順序数として定義する。 ===&lt;br /&gt;
濃度は直観的には同値類として上では扱っていたが、同値類は存在しないがその代表元に相当するものが実は取ることができる。順序数 $\kappa$ が''基数'' (cardinal) であるとは $\kappa$ 未満の順序数から $\kappa$ への全単射が存在しないことを言う。この基数が「集合全体を全単射で割った商集合の完全代表系」の役割を果たす。$X$ の濃度 $\mathrm{card}(X)$ を $X$ から全単射の存在する最小の[[順序数]]と定めよう。このような順序数の存在は $\mathsf{ZFC}$ で示せて、これは基数となる。このアプローチは公理的集合論に於いて一般的なものである。しかしこの定義は選択公理に依存する。なぜなら集合から順序数への全単射の存在は、集合の整列可能性を要求しているに他ならないからである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  Scottの絡繰を用いる方法 ===&lt;br /&gt;
このアプローチは同値類の定義を見直すことで真のクラスに対して定義できるようにする、というアプローチである。階数 $\mathrm{rank}(x):=\sup\{\mathrm{rank}(y)+1\mid y\in x\}$ と定めて、クラスに対しその元の階数に於いて最小のもののみを集めたものを考える。&lt;br /&gt;
真のクラス $C$ に対し $$\hat{C}:=\{x\in C\mid (\forall y)[\mathrm{rank}(x)\leq\mathrm{rank}(y)]\}$$ は常に非空な集合となり、これを''Scottの絡繰''という。集合であることは、任意の $x\in C$ に対し $\mathrm{rank}(x)=\alpha$ であることと $x\in V_{\alpha+1}$ であることが同値であることによる。ここで $V_\alpha$ は[[累積階層]] と呼ばれ、$\alpha$ に対する超限再帰で $V_\alpha:=\bigcup_{\xi&amp;lt;\alpha}\mathcal{P}(V_\xi)$ と定義される''集合''である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
真のクラス　$C$ 上の同値関係 $\equiv$ に対して、同値類 $[x]_\equiv$ を&lt;br /&gt;
$$[x]_\equiv:=\{y\mid y\equiv x\land(\forall z\in C)[z\equiv x\to\mathrm{rank}(y)\leq\mathrm{rank}(z)]\}$$ とすればこれは集合である。。よってこの同値類の定義にて $\mathrm{card}(x):=[x]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ とすれば良い。このアプローチでは選択公理によらずに全ての集合に対して濃度が定義できるというメリットがある。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  クラスを扱えるような集合論を用いる方法 ===&lt;br /&gt;
クラスを対称として扱える[[Neumann–Bernays–Gödel集合論]]に[[大域選択公理]] $\mathsf{AGC}$ を加えた公理 $\mathsf{NBGC}$ などではクラス上の同値類 $[x]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ がそのままクラスとして存在する((大域選択公理は $[x]_{\equiv_{\mathrm{card}}}$ の存在には必要がないが、$\mathsf{ZFC}$ で証明可能な定理が $\mathsf{NBGC}$ でも証明可能であることには必要となる。))。よってこれを濃度の定義としてしまえば良い。また $\mathsf{NBGC}$ は $\mathsf{ZFC}$ の保存的拡大である。すなわち $\mathsf{ZFC}$ の言語で書かれた命題は、証明の際に $\mathsf{NBGC}$ にて定義される濃度を用いたとしても $\mathsf{ZFC}$ で証明可能であることが言える。つまり濃度の議論を用いて示した $\mathsf{ZFC}$ の言語での定理は $\mathsf{ZFC}$ で証明可能であることが言える。しかしこの定義だと濃度自体は $\mathsf{ZFC}$ の言語で記述できないため、濃度を含む定理が $\mathsf{NBGC}$ で証明可能だとしても、それが $\mathsf{ZFC}$ で証明可能であることをただちには導かない。$\mathsf{ZFC}$ の定理であることを導くためには $\mathsf{NBGC}$ での定義が上で挙げた他の $\mathsf{ZFC}$ に於ける定義と同値であることを証明しないとならない。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  参考文献 ==&lt;br /&gt;
: T. Jech Set theory. Springer Science &amp;amp; Business Media, 2013.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 集合論の初歩 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[論理と命題]] / [[集合の基本的な用語、集合の演算]] / [[全称記号と存在記号]] / [[写像、像、逆像、写像のグラフ]] / [[写像の合成、写像の拡大と制限]] / [[選択公理について]] / [[単射、全射、全単射、逆写像]] / [[演算と代数構造]] / [[（関係、同値関係、商集合）]] / [[部分集合族、べき集合]] / [[（初歩的な順序集合）]] / [[（Zornの補題）]] / [[集合の濃度]] / [[可算集合、非可算集合]] / [[（濃度の演算）]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E3%81%AE%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%9A%84%E3%81%AA%E7%94%A8%E8%AA%9E%E3%80%81%E9%9B%86%E5%90%88%E3%81%AE%E6%BC%94%E7%AE%97&amp;diff=2242</id>
		<title>集合の基本的な用語、集合の演算</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%9B%86%E5%90%88%E3%81%AE%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%9A%84%E3%81%AA%E7%94%A8%E8%AA%9E%E3%80%81%E9%9B%86%E5%90%88%E3%81%AE%E6%BC%94%E7%AE%97&amp;diff=2242"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:30Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 集合の基本的な用語、集合の演算 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  ''集合'' ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 集合とは（有限個とは限らない）「ものの集まり」である&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 「あるもの」 $x$ が集合 $X$ に属することを「 $x$ は $X$ の''元（げん）''である」あるいは「 $x$ は $X$ の''要素''である」といい、$x \in X$と書く。元でないときは $x \notin X$と書く。&lt;br /&gt;
** 集合 $X$ を「幾何学的な空間」として考えているとき $x \in X$ を元ではなく''点''ということがある。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** 集合 $X$ に対して、要素の数が有限個のとき $X$ は''有限集合''であるといい、そうでないとき $X$ は''無限集合''であるという。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** 集合の要請として、与えられた「もの」 $x$ が考えている集合 $X$ に属するかどうかは決まっているものとする。（我々の研究不足により分からなかったとしても''$ x \in X$ かどうかは決定されているものとする''）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $2$ つの集合 $A,B$ に対して、$A$ は $B$ の''部分集合''（ $B$ は $A$ を''含む''、''包含する'' ともいう ）であるとは、「 $A$から任意に元 $x$ をとってきたとき、その $x$ が $B$ の元でもあること」をいう。~&lt;br /&gt;
つまり、$ x \in A \Rightarrow x \in B $ である。このとき $A \subset B$ あるいは $ B \supset A$と書き、このような関係を''包含関係''という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \subset B $ かつ $ B \subset A$ のとき、集合 $A,B$ は''等しい''といい、$A=B$と書く。そうでないとき $A \ne B$ と書く。また $A \subset B $ かつ $ A \ne B$ のとき $A$ は $B$ の''真部分集合''であるといい、$A \subsetneq B$ と書く。 ~&lt;br /&gt;
包含関係の記法にいくつかの流儀があるので、上記以外の代表的な書き方をふたつ紹介する。はじめにきちんと説明されていたり、文脈で判断できることが多いのでそれほど混乱することもないと思われる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** 数の不等号 $&amp;lt;$、$\leq$ にならって、 $A$ が $B$ の真部分集合のときのみ $A \subset B$ と書き、等号を含む場合は $A \subseteq B$ と書く。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** 真部分集合のときは $A \subsetneq B$ と書き、等号を含むときは $A \subseteq B$ と書く。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 集合の中身をあらわす方法は次の $2$ つ&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** 具体的に元を書き並べる。~&lt;br /&gt;
$X = \{ a,b,c,d,e \}$ （集合は「あるもの」がその集合の要素であるかどうかだけを気にするので、要素を書く順番や何回書かれているかは問わない。$\{ a,b,c,d,e \}$ と $\{ c,e,a,d,a,b \}$ は集合として同じものとみなす）~&lt;br /&gt;
$Y = \{ 1,2,3 \ldots \}$ （元の数が無限個でも良い）~&lt;br /&gt;
$Z_1 = \{ a,b,c \} , Z_2 = \{a,Z_1, \{ b,c \} \}$ （集合の中に集合があってもよいし、要素と集合が混在していてもよい）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** 「 $|$ 」 の右側に要素の条件を記述する~&lt;br /&gt;
$X= \{ x | x$ は $5$ 以上の自然数 $\}$~&lt;br /&gt;
$Y= \{ x \in \mathbb{R} | 2 \leq x &amp;lt; 5 \}$ （要素の前提条件を「 $|$ 」の左側に書いてもよい。この場合、 $\mathbb{R}$ は実数全体の集合をあらわし（後述）、$Y$ は「$2$ 以上 $5$ 未満の実数」をあらわす）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 数の集合はよく使われるので、標準的な記号がある~&lt;br /&gt;
$\mathbb{N}$ ： [[自然数]]全体の集合 $= \{0,1,2,3 \ldots \}$（自然数に $0$ を入れないことも多いので文献ごとに確認すること）~&lt;br /&gt;
$\mathbb{Z}$ ：[[整数]]全体の集合 $= \{0, \pm 1, \pm 2,\pm 3 \ldots \} $~&lt;br /&gt;
$\mathbb{Q}$ ：[[有理数]]全体の集合~&lt;br /&gt;
$\mathbb{R}$ ：[[実数]]全体の集合~&lt;br /&gt;
$\mathbb{C}$ ：[[複素数]]全体の集合~&lt;br /&gt;
包含関係を書くともちろん、$ \mathbb{N} \subset \mathbb{Z} \subset \mathbb{Q} \subset \mathbb{R} \subset \mathbb{C}$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  ''集合の演算、集合族、空集合'' ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 集合に対して次の演算は基本的である。&lt;br /&gt;
** 集合 $A,B$ に対して、$A \cap B = \{ x | (x \in A) \land (x \in B)\}$ （「$A$ と $B$ の''共通部分''」あるいは「$A$ キャップ $B$」と読む）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** 集合 $A,B$ に対して、$A \cup B = \{ x | (x \in A) \lor (x \in B)\}$ （「$A$ と $B$ の''和集合''」あるいは「$A$ カップ $B$」と読む）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** $X$ を集合、$A$ を $X$ の部分集合とするとき、$A^{c} = \{ x \in X | x \notin A \}$ （「$A$ の''補集合''」と読む。 $\overline{A}$ とも書く ）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** $X$ を集合、$A$、$B$ を $X$ の部分集合とするとき、$A \setminus B= A \cap B^{c}$ （「$A$ から $B$ を引いた''差集合''」と読む）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $I$ を集合とし、$i \in I$ ごとに集合 $X_i$ が与えられているとする。これらの集合をひとまとめにして考えたいとき、$\{ X_i \} _{i \in I}$ と書き、$I$ を''添え字集合''とする''集合族''という。添え字集合によっては次のように書くこともある。&lt;br /&gt;
** $I$ が有限集合 $I = \{ 1,2, \ldots , n \}$ のとき、$ \{ X_i \}_{i=1}^{n}$&lt;br /&gt;
** $I=\mathbb{N}$ （自然数の集合）のとき、$\{ X_i \}_{i=0}^{\infty}$&lt;br /&gt;
** いちいち書く必要がないくらい添え字集合が明らかなとき、$\{ X_i \}$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 集合の「和集合をとる操作」は結合律をみたす。つまり、 $A$、$B$、$C$ を集合とすると $ (A \cup B )\cup C = A \cup (B \cup C )$ が成立する（下の「基本的な性質」参照）。したがって、「和集合をとる操作」はかっこの付け方によらないので、先ほどの式はかっこを省略して $A \cup B \cup C$ と書いてよい。一般的に、有限個からなる集合族 $\{ A_i\}_{i=1}^n$ の和集合はかっこの付け方によらない。これを $\bigcup _{i=1}^{n} {A_i}$ と書く。つまり、~&lt;br /&gt;
$\bigcup _{i=1}^{n} {A_i} = A_1 \cup A_2 \cup \ldots \cup A_n = \{ x | $ ある $ i =1,2, \ldots ,n $ が存在して $ x \in A_i \}$~&lt;br /&gt;
「共通部分をとる操作」も同様に考えて~&lt;br /&gt;
$ \bigcap _{i=1}^{n} {A_i} = A_1 \cap A_2 \cap \ldots \cap A_n =\{ x | $ 任意の $ i =1,2,\ldots,n  $ に対して $ x \in A_i\}$~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 上記の有限個の和集合、共通部分を踏まえて、一般の和集合、共通部分を次のように定義する。~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** $I$ を添え字集合、$\{ A_i \} _{i \in I}$ を集合族とするとき、&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** $\bigcup _{i \in I} {A_i} = \{ x | $ ある $ i \in I$ が存在して $ x \in A_i \}$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
** $\bigcap _{i \in I} {A_i} = \{ x | $ 任意の $ i \in I $ に対して $ x \in A_i\}$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 要素を持たない集合を''空集合''といい、$\emptyset$ または $\{\}$ と書く。~&lt;br /&gt;
$x \in \emptyset$ は $x$ にかかわらず常に偽なので、「$ x \in \emptyset \Rightarrow x \in A $」は $A$ によらず常に真。よって任意の集合 $A$ に対して $\emptyset \subset A$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 集合がいくつか与えられたとき、その様子を視覚的に見るのに''Venn図（ベン図）''が有用である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  ''集合の直積、直和'' ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $X$、$Y$ を集合とする。$X$ と $Y$ の元を（順序を区別して）並べた組全体~&lt;br /&gt;
$\{ (x,y) | x \in X , y \in Y \}$~&lt;br /&gt;
を$X$ と $Y$の''直積''といい、$X \times Y$ とかく。直積のふたつの元 $(a,b)$、$(c,d)$ は「$a=c$ かつ $b=d$」のとき等しいと定める。直積の組 $( , )$ は順序を区別しているので一般的には $(x,y) \ne (y,x)$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $n$ 個の集合 $X_1 , X_2 , \ldots , X_n$ の直積も同様に定義する。つまり、~&lt;br /&gt;
$X_1 \times X_2 \times \ldots \times X_n = \{ (x_1 , x_2 , \ldots , x_n) | x_1 \in X_1 , x_2 \in X_2 , \ldots , x_n \in X_n \}$~&lt;br /&gt;
とし、この直積の2つの元 $(x_1 , x_2 , \ldots , x_n)$、$(y_1 , y_2 , \ldots , y_n)$ は「任意の $i = 1,2,\ldots,n$ に対して $x_i= y_i$」であるとき等しいとする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* もっと一般に、 $I$ を添え字集合、$\{ X_i \} _{i \in I}$ を集合族とするとき、一般の直積を~&lt;br /&gt;
$\prod_{i \in I} X_i = \{ (x_i)_{i \in I} |$ 任意の $i \in I$ に対して $x_i \in X_i \}$~&lt;br /&gt;
と定義する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $X$、$Y$ を集合とする。$X \cap Y = \emptyset$ のとき、和集合 $X \cup Y$ は特に $X$ と $Y$ の''直和''であるという。 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $n$ 個の集合 $X_1 , X_2 , \ldots , X_n$ の直和も同様に定義する。つまり、「任意の $i,j = 1,2,\ldots,n$ に対して $i \ne j \Rightarrow X_i \cap X_j =\emptyset$」のとき和集合 $\bigcup_{i=1}^{n} X_i$ は $X_1 , X_2 , \ldots , X_n$ の''直和''であるという。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  具体例 ==&lt;br /&gt;
* $X= \{ 1,2,3,4,5\},A= \{1,2,3 \},B= \{ 3,4 \}$ とする。（このように今考えている範囲全体の集合 $X$ を''全体集合''という）~&lt;br /&gt;
このとき、$A \cap B = \{ 3 \} ,A \cup B = \{ 1,2,3,4 \} ,A^{c} = \{ 4,5 \} $ なので、$1 \in A \cup B , 2 \notin A^{c}$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 実数 $\mathbb{R}$ の''区間''を次のように定義する。$a,b \in \mathbb{R},a&amp;lt;b$ に対して、~&lt;br /&gt;
$(a,b)= \{x \in \mathbb{R} | a &amp;lt; x &amp;lt; b \}$ ''（開区間）''~&lt;br /&gt;
$(-\infty,a)= \{ x \in \mathbb{R} | x &amp;lt; a \}$ （有界でない開区間、$(a,\infty)$ も同様に定義する）~&lt;br /&gt;
$[a,b]= \{x \in \mathbb{R} | a \leq x \leq b \}$ ''（閉区間）''~&lt;br /&gt;
$[a,b)= \{x \in \mathbb{R} | a \leq x &amp;lt; b \}$ （''半開区間''、$(a,b]$も同様に定義する）~&lt;br /&gt;
開区間と閉区間の違いは端の有無だけであるが、その差が非常に重要な違いとなってくる（例えば閉区間$[a,b]$で定義された数列がある実数 $\alpha$ に収束したとすると、$\alpha \in [a,b]$ が成り立つ。しかし開区間では一般にこのようなことは成り立たない）。開区間、閉区間の概念を一般の集合に拡張したのが[[位相空間]]における開集合、閉集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $X$ を集合族とする。$X \times X$ の部分集合 $\{ (x,y) \in &lt;br /&gt;
X \times X | x=y\}$ を $X$ の''対角線集合''という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 通常の $2$ 次元平面はふたつの実数の組であらわすことができるので、&lt;br /&gt;
$\mathbb{R} \times \mathbb{R} = \{ (x,y) | x,y \in \mathbb{R} \}$&lt;br /&gt;
と同一視する。通常 $\mathbb{R} \times \mathbb{R}$ を $\mathbb{R} ^{2}$ と書く。~&lt;br /&gt;
同様に $3$ 次元空間は $\mathbb{R} ^{3} = \mathbb{R} \times \mathbb{R} \times \mathbb{R}$と同一視される。一般に $ \mathbb{R} ^{n} = \{ ( x_1 , x_2 , \ldots , x_n ) | x_i \in \mathbb{R} \}$ を考えることができ、これを''$n$ 次元（実）ユークリッド空間''という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  基本的な性質 ==&lt;br /&gt;
$X$ を集合、$A,B,C$ を $X$ の部分集合とする。このとき以下が成立する。~&lt;br /&gt;
Venn図を書いて納得することもできるが、先々必要なスキルなので一度は定義に従って証明するとよい。~&lt;br /&gt;
（$A \subset B$ を証明するには $x \in A \Rightarrow x \in B$ を証明すればよく、 $A=B$ を証明するには $A \subset B$ と $B \subset A$ を証明すればよい。）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$\emptyset \subset A$ （空集合はすべての集合の部分集合）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $\emptyset ^{c} = X$~&lt;br /&gt;
$X^{c} = \emptyset$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $(A^{c})^{c}  = A$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \cap A^{c} = \emptyset$~&lt;br /&gt;
$A \cup A^{c} = X$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \subset A$ （反射律）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 「 $A \subset B $ かつ $ B \subset C $ 」 $  \Rightarrow A \subset C$ （推移律）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \cap B$ は「$A$ と $B$ に含まれる''最大の'' $X$ の部分集合」である。~&lt;br /&gt;
つまり任意に $D \subset A $ かつ $ D \subset A$ となる $D \subset X$ をとってくると、$D \subset A \cap B$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \cup B$ は「$A$ と $B$ を含む''最小の'' $X$ の部分集合」である。~&lt;br /&gt;
つまり任意に $A \subset D $ かつ $ B \subset D$ となる$D \subset X$ をとってくると、$A \cup B \subset D$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \cap A = A$~&lt;br /&gt;
$A \cup A = A$ （べき等律）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \cap B = B \cap A$~&lt;br /&gt;
$A \cup B = B \cup A$ （交換律）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \subset B \Leftrightarrow A \cap B = A$ （特に、$\emptyset \cap A = \emptyset$ ）~&lt;br /&gt;
$A \subset B \Leftrightarrow A \cup B = B$ （特に、$\emptyset \cup A = A$ ）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $(A \cap B) \cap C = A \cap (B \cap C)$~&lt;br /&gt;
$(A \cup B) \cup C = A \cup (B \cup C)$ （結合律）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \subset A \cup B$~&lt;br /&gt;
$A \cap B \subset A$~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \subset B \Leftrightarrow B^{c} \subset A^{c}$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A \cap (B \cup C) = (A \cap B) \cup (A \cap C)$~&lt;br /&gt;
$A \cup (B \cap C) = (A \cup B) \cap (A \cup C)$ （分配律）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $(A \cap B)^{c}= A^{c} \cup B^{c}$~&lt;br /&gt;
$(A \cup B)^{c}= A^{c} \cap B^{c}$ ''（De Morgan の定理）''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 「 $A \subset B $ かつ $ A \subset C $  」 $ \Rightarrow A \subset B \cap C$~&lt;br /&gt;
「 $A \subset C $ かつ $ B \subset C $ 」 $ \Rightarrow A \cup B \subset C$~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 集合論の初歩 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[論理と命題]] / 集合の基本的な用語、集合の演算 / [[全称記号と存在記号]] / [[写像、像、逆像、写像のグラフ]] / [[写像の合成、写像の拡大と制限]] / [[選択公理について]] / [[単射、全射、全単射、逆写像]] / [[演算と代数構造]] / [[（関係、同値関係、商集合）]] / [[部分集合族、べき集合]] / [[（初歩的な順序集合）]] / [[（Zornの補題）]] / [[集合の濃度]] / [[可算集合、非可算集合]] / [[（濃度の演算）]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  参考文献 ==&lt;br /&gt;
:[[原 啓介「集合・位相・圏　数学の言葉への最短コース」:https://amzn.to/34utIpD]]&lt;br /&gt;
:[[松坂和夫「集合・位相入門」:https://amzn.to/343u9XN]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 関連項目 ==&lt;br /&gt;
*[[集合論]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%A2%E6%95%B0%E8%A7%A3%E6%9E%90%E3%81%AE%E5%9F%BA%E7%A4%8E&amp;diff=2241</id>
		<title>関数解析の基礎</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%A2%E6%95%B0%E8%A7%A3%E6%9E%90%E3%81%AE%E5%9F%BA%E7%A4%8E&amp;diff=2241"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:29Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  関数解析の基礎 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  テキストコンテンツ ==&lt;br /&gt;
* [[ネットによる位相空間論]]&lt;br /&gt;
* [[距離空間の位相の基本的性質]]&lt;br /&gt;
* [[入門テキスト「測度と積分」]]&lt;br /&gt;
* [[入門テキスト「位相線形空間」]]&lt;br /&gt;
* [[速習「線形空間論」]]&lt;br /&gt;
* [[ベクトル解析]]&lt;br /&gt;
* [[複素解析の初歩]]&lt;br /&gt;
* [[超関数とFourier変換、Sobolev空間]]&lt;br /&gt;
* [[Banach環とC*-環のスペクトル理論]]&lt;br /&gt;
* [[Hilbert空間上の作用素論]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%A2%E6%95%B0%E8%A7%A3%E6%9E%90%E3%81%AE%E5%8F%82%E8%80%83%E6%9B%B8&amp;diff=2240</id>
		<title>関数解析の参考書</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%A2%E6%95%B0%E8%A7%A3%E6%9E%90%E3%81%AE%E5%8F%82%E8%80%83%E6%9B%B8&amp;diff=2240"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:29Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 関数解析の参考書 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  ''和書'' ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
|著者名・タイトル|難易度|内容|書評|h&lt;br /&gt;
|[[吉田 善章「新版 応用のための関数解析」:https://www.amazon.co.jp/dp/4781911463]]||||&lt;br /&gt;
|[[新井 朝雄「ヒルベルト空間と量子力学」:https://www.amazon.co.jp/dp/4320110897]]||||&lt;br /&gt;
|[[新井 朝雄「量子力学の数学的構造I」:https://www.amazon.co.jp/dp/4254136773]]||||&lt;br /&gt;
|[[新井 朝雄「量子力学の数学的構造II」:https://www.amazon.co.jp/dp/4254136781]]||||&lt;br /&gt;
|[[新井 仁之「新・フーリエ解析と関数解析学」:https://www.amazon.co.jp/dp/456301141X]]||||&lt;br /&gt;
|[[宮島 静雄「関数解析」:http://www.ybook.co.jp/func.htm]]||||&lt;br /&gt;
|[[日合 、柳 「ヒルベルト空間と線型作用素」:https://www.amazon.co.jp/dp/479520103X]]||||&lt;br /&gt;
|[[宮島 静雄「ソボレフ空間の基礎と応用」:https://www.amazon.co.jp/dp/4320018281]]||||&lt;br /&gt;
|[[新井 朝雄「量子現象の数理」:https://www.amazon.co.jp/dp/425413682X]]||||&lt;br /&gt;
|[[新井 朝雄「フォック空間と量子場（上）」:https://www.amazon.co.jp/dp/4535788391]]||||&lt;br /&gt;
|[[新井 朝雄「フォック空間と量子場（下）」:https://www.amazon.co.jp/dp/4535788405]]||||&lt;br /&gt;
|[[新井 朝雄「量子統計力学の数理」:https://www.amazon.co.jp/dp/4320018656]]||||&lt;br /&gt;
|[[梅垣、日合、大矢「作用素代数入門」:https://www.amazon.co.jp/dp/4320017277]]||||&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  入門書 ===&lt;br /&gt;
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|著者名・タイトル|難易度|内容|書評|h&lt;br /&gt;
|[[Jacob Lurie, Higher Topos Theory:https://amzn.to/3iMhm09]]||||&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 異なる切り口の教科書 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== より発展的な教科書 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  洋書 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
|著者名・タイトル|難易度|内容|書評|h&lt;br /&gt;
|[[Walter Rudin「Real And Complex Analysis」:https://www.amazon.co.jp/dp/0070542341]]||||&lt;br /&gt;
|[[Gerald Folland「Real Analysis」:https://www.amazon.co.jp/dp/0471317160]]||||&lt;br /&gt;
|[[Gert K. Pedersen「Analysis Now」:https://www.amazon.co.jp/dp/0387967885]]||||&lt;br /&gt;
|[[John B. Conway「A Course in Functional Analysis」:https://www.amazon.co.jp/dp/0387972455]]||||&lt;br /&gt;
|[[Walter Rudin「Functional Analysis」:https://www.amazon.co.jp/gp/product/0070619883]]||||&lt;br /&gt;
|[[Jürgen Jost「Partial Differential Equations」:https://www.amazon.co.jp/dp/1441923802]]||||&lt;br /&gt;
|[[Gerald Folland「Introduction to Partial Differential Equations」:https://www.amazon.co.jp/dp/B086R7LB2X]]||||&lt;br /&gt;
|[[Gerald Folland「A Course in Abstract Harmonic Analysis」:https://www.amazon.co.jp/dp/1498727131]]||||&lt;br /&gt;
|[[Gerald J. Murphy 「C*-Algebras and Operator Theory」:https://www.amazon.co.jp/dp/0125113609]]||||&lt;br /&gt;
|[[Masamichi Takesaki「Theory of Operator Algebras I」:https://www.amazon.co.jp/dp/354042248X]]||||&lt;br /&gt;
|[[Brian C. Hall「Quantum Theory for Mathematicians」:https://www.amazon.co.jp/dp/146147115X]]||||&lt;br /&gt;
|[[O. Bratteli, D. W. Robinson「Operator Algebras and Quantum Statistical Mechanics 1」:https://www.amazon.co.jp/dp/3540170936]]||||&lt;br /&gt;
|[[O. Bratteli, D. W. Robinson「Operator Algebras and Quantum Statistical Mechanics 2」:https://www.amazon.co.jp/dp/3540614435]]||||&lt;br /&gt;
|[[J.Derezinski, C.Gerard「Mathematics of Quantization and Quantum Fields」:https://www.amazon.com/dp/1107011116]]||||&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%A2%E6%95%B0%E8%A7%A3%E6%9E%90&amp;diff=2239</id>
		<title>関数解析</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%A2%E6%95%B0%E8%A7%A3%E6%9E%90&amp;diff=2239"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:29Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  関数解析 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  [[関数解析の基礎]] ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*[[関数解析の基礎]]を参照&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%A2%E4%BF%82%E3%80%81%E5%90%8C%E5%80%A4%E9%96%A2%E4%BF%82%E3%80%81%E5%95%86%E9%9B%86%E5%90%88&amp;diff=2238</id>
		<title>関係、同値関係、商集合</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%A2%E4%BF%82%E3%80%81%E5%90%8C%E5%80%A4%E9%96%A2%E4%BF%82%E3%80%81%E5%95%86%E9%9B%86%E5%90%88&amp;diff=2238"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:28Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 関係、同値関係、商集合 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
　''関係''とは例えば、&lt;br /&gt;
* 実数 $x$、$y$ に対して、$x \le y$ である&lt;br /&gt;
* 平面上の $3$ 点 $P$、$Q$、$R$ に対して、この $3$ 点は同一直線上にある~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
などのように2個以上の変数を持つ命題である。関係は以下に述べるように「変数を元に持つ集合の直積の部分集合」として定義される。関係の中でも $2$ 個の変数からなる関係で特別な性質をみたす''同値関係''と呼ばれるものが特に重要である。同値関係はイコール「$=$」の概念の拡張と考えられ、「今考えている議論において何をもって等しいとみなすか」を定めるときに使われる。~&lt;br /&gt;
　数学において同一視やグループ分けをすることはよく行われることである。例えば平面幾何において、合同であれば同じとみなす場合や相似であれば同じとみなす場合等、状況に応じて「同じ」の定義を定めてその意味で「同じ」ものに共通な性質を考えたり、あるいは整数論において偶奇の場合分けをすることがしばしば有効なように、考えている対象をいくつかのグループに分けて、あり得るパターンを有限個に落し込んでしらみつぶしで議論を進める、などである。同値関係や商集合といった概念はこのような議論の基礎を与える。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  ''定義と基本的な性質'' ==&lt;br /&gt;
　$n$ 個の集合 $A_1,A_2, \ldots ,A_n$ とこれらの直積 $X=A_1 \times A_2 \times \ldots \times A_n$ を考える。部分集合 $R \subset X$ が与えられているとき、「$X$ には''$n$ 項関係'' $R$ が定まっている」という。このとき、$(a_i)_i=(a_1,a_2,\ldots ,a_n) \in X$ のときは「$(a_i)_i$ は $R$ という関係がある」と解釈し、そうでない場合は「$(a_i)_i$ は $R$ という関係がない」と解釈する。~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
　以下、特に $n=2$ 、$A_1 =A_2 (=A$ と置く $)$ で、 $A \ne \emptyset$ とする。この場合、$2$ 項関係 $R \subset A \times A$ が与えられたときは単に「$A$ には $2$ 項関係 $R$ が定まっている」といい、 $(a,b) \in R$ であることを、$R$ を $2$ 項演算子のように使って $aRb$ と書く。~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 空でない集合 $A (\ne \emptyset)$ の $2$ 項関係 $R$ が ''同値関係'' であるとは次の $3$ つをみたすことである。&lt;br /&gt;
** （''反射律''）任意の $a \in A$ に対して $aRa$ が成り立つ。 &lt;br /&gt;
** （''対称律''）任意の $a,b \in A$ に対して「$aRb \Rightarrow bRa$」が成り立つ。 &lt;br /&gt;
** （''推移律''）任意の $a,b,c \in A$ に対して「（$aRb$ かつ $bRc） \Rightarrow aRc$」が成り立つ。 ~&lt;br /&gt;
$2$ 項関係 $R$ が同値関係のときは $R$ ではなく $\sim$ や $\equiv$ がよく使われ、$a \sim b$ であることを「$a$ と $b$ は同値である」とか「$a$ と $b$ は合同である」という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以下、空でない集合 $A$ と $A$ の同値関係 $\sim$ が与えられているとする。~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $a \in A$ に対して、$A$ の部分集合 $C(a) = \{ x \in A | a \sim x \}$ （$a$ と同値な元全体。$C(a)$ を $\overline{a}$ や $[a]$ とも書く。）を考える。$C(a)$ を「$a$ の（$\sim$ による）''同値類''」といい、逆に $b \in C(a)$ であるような $b$ （もちろん $b=a$ でもよい）を $C(a)$ の''代表元''という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A$ の $\sim$ による（相異なる）同値類全体 $\{ C(a)| a \in A \}$ を $A$ の（$\sim$ による）''商集合''といい $A/\sim$ とかく。各（相異なる）同値類 $C(a)$ からひとつずつ代表元をとってきて得られる $A$ の部分集合 $S$ （代表元はひとつとは限らないのでこの $S$ は一意には定まらない）を $A$ の $\sim$ による''完全代表系''という。&lt;br /&gt;
* 写像 $\pi:A \ni a \longmapsto C(a) \in A/\sim $ は全射である。この写像を''自然な全射''とか''自然な射影''あるいは''商写像''などと呼ぶ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
次の命題から商集合は元の集合のグループ分けを与えることがわかる。この意味で $A$ と $\sim$ から $A/\sim$ を得ることを $A$ の（$\sim$ による）''類別''という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題（同値関係から直和分解） ===&lt;br /&gt;
　空でない集合 $A (\ne \emptyset)$ に同値関係 $\sim$ が与えられたとする。このとき次が成り立つ。~&lt;br /&gt;
（１）任意の $a \in A$ に対して $C(a) \ne \emptyset$~&lt;br /&gt;
（２）$A = \bigcup_{a \in A} C(a)$ かつ 「$a,b \in A$ に対して $C(a) \ne C(b) \Rightarrow C(a) \cap C(b) = \emptyset$ 」（すなわち $A$ の部分集合族 $\{ C(a)| a \in A \}$ は $A$ の直和分解を与える）~&lt;br /&gt;
（証明）~&lt;br /&gt;
（１）任意の $a \in A$ に対して、反射律より $a \sim a$ が成り立つ。よって $a \in C(a)$ なので $C(a) \ne \emptyset$ である。~&lt;br /&gt;
（２）（$\subset$）任意の $x \in A$ に対して、$x \in C(x) \subset \bigcup_{a \in A} C(a)$ なのでよい。~&lt;br /&gt;
（$\supset$）任意の $a \in A$ に対して $C(a) \subset A$ なので（そもそも $C(a)$ &lt;br /&gt;
は $A$ の部分集合である）$\bigcup_{a \in A} C(a) \subset A$ である。~&lt;br /&gt;
（直和であること） $a,b \in A$ とする。対偶をとって「$C(a) \cap C(b) \ne \emptyset \Rightarrow C(a) =C(b) $」を示す。$x \in C(a) \cap C(b)$ とする。このとき $x \sim a$ かつ $x \sim b$ なので対象律と推移律から $a \sim b$である。いま、任意に $y \in C(a)$ をとると $y \sim a$ であるので、$y \sim a$ と $a \sim b$ から推移律より $y \sim b$ 、よって $y \in C(b)$ である。逆の包含関係も同様に示される。&lt;br /&gt;
（証明終）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題（直和分解から同値関係） ===&lt;br /&gt;
　空でない集合 $A (\ne \emptyset)$ に直和分解 $A = \bigcup_{\lambda \in \Lambda} A_{\lambda}$ （ただし $\lambda \ne \mu \Rightarrow A_{\lambda} \cap A_{\mu} = \emptyset$）が与えられたとする。このとき$A$ の $2$ 項関係 $\sim$ を、$a \sim b \Leftrightarrow $「ある $\lambda \in \Lambda$ が存在して、$a$ 、$b \in A_{\lambda}$」で定義すると、次のふたつが成り立つ。~&lt;br /&gt;
（１）$\sim$ は同値関係である。~&lt;br /&gt;
（２）$a \in A_{\lambda} \Rightarrow C(a)=A_{\lambda}$~&lt;br /&gt;
（証明）~&lt;br /&gt;
（１）（反射律）$a \in A$ を任意にとる。$A = \bigcup_{\lambda \in \Lambda } A_{\lambda}$ なので、ある $\lambda \in \Lambda$ が存在して $a \in A_{\lambda}$。これは $a$ 、$a \in A_{\lambda}$ と書いてもよいので $a \sim a$ が成り立つ。~&lt;br /&gt;
（対称律）$a \sim b$ であるように $a$ 、$b \in A$ を任意にとる。このとき、ある $\lambda \in \Lambda$ が存在して $a$ 、$b \in A_{\lambda}$ である。これは $b$ 、$a \in A_{\lambda}$ と書いてもよいので、$b \sim a$ が成り立つ。~&lt;br /&gt;
（推移律）$a \sim b$ かつ $b \sim c$ であるように $a$ 、$b$ 、$c \in A$ を任意にとる。このとき、ある $\lambda$ 、$\mu \in \Lambda$ が存在して $a$、$b \in A_{\lambda}$ かつ $b$、$c \in A_{\mu}$ となる。よって $b \in A_{\lambda} \cap A_{\mu}$ である。もし、$\lambda \ne \mu$ とすると直和分解の条件から $A_{\lambda} \cap A_{\mu} = \emptyset$ なので、$b \in \emptyset$ となって矛盾。したがって $\lambda = \mu$ となるので $a$ 、$c \in A_{\lambda}$ だから $a \sim c$ が成り立つ。~&lt;br /&gt;
（２）$(\subset)$ 任意の $x \in C(a)$ に対して、$x \sim a$ なので、ある $\mu \in \Lambda$ が存在して $x$ 、$a \in A_{\mu}$ となる。仮定より $a \in A_{\lambda}$ なので $\lambda = \mu$ となる（なぜならば $\sim$ は同値関係なので $\lambda \ne \mu \Rightarrow A_{\lambda} \cap A_{\mu} = \emptyset$ である）。よって、$x \in A_{\mu} =A_{\lambda}$~&lt;br /&gt;
$(\supset)$ $x \in A_{\lambda}$ とする。仮定 $a \in A_{\lambda}$ と合わせて、$x$ 、$a \in A_{\lambda}$ なので $x \sim a$ である。よって、$x \in C(a)$ である。（証明終）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題（自然な全射の普遍性） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題（写像の分解） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  具体例 ==&lt;br /&gt;
* （自明な同値関係）&lt;br /&gt;
* （整数の剰余類）&lt;br /&gt;
* （トーラス）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 集合論の初歩 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[論理と命題]] / 集合の基本的な用語、集合の演算 / [[全称記号と存在記号]] / [[写像、像、逆像、写像のグラフ]] / [[写像の合成、写像の拡大と制限]] / [[選択公理について]] / [[単射、全射、全単射、逆写像]] / [[演算と代数構造]] / [[（関係、同値関係、商集合）]] / [[部分集合族、べき集合]] / [[（初歩的な順序集合）]] / [[（Zornの補題）]] / [[集合の濃度]] / [[可算集合、非可算集合]] / [[（濃度の演算）]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  参考文献 ==&lt;br /&gt;
:[[松坂和夫「集合・位相入門」:https://amzn.to/343u9XN]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 関連項目 ==&lt;br /&gt;
*[[集合論]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%8B%E8%A2%AB%E8%A6%86&amp;diff=2237</id>
		<title>開被覆</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%8B%E8%A2%AB%E8%A6%86&amp;diff=2237"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:28Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  開被覆 ==&lt;br /&gt;
開被覆とは、[[位相空間]]の開集合による被覆である。開被覆の概念は位相空間論においては非常に基本的である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
===  開被覆 ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の開集合からなる族 $\mathcal{U}=\{U_i\,|\,i\in I\}$ が開被覆であるとは、$\mathcal{U}$ の要素すべての和集合が $X$ に一致することをいう。&lt;br /&gt;
すなわち、$X=\bigcup_{i\in I} U_i$ が成り立つことをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  有限な開被覆 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の開被覆 $\mathcal{U}$ について、$\mathcal{U}$ が有限であるとは、$\mathcal{U}$ が有限集合であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  点有限な開被覆 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の開被覆 $\mathcal{U}$  が点有限であるとは、任意の点 $x\in X$ について、$x\in U$ となる $U\in \mathcal{U}$ が高々有限個であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  局所有限な開被覆 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の開被覆 $\mathcal{U}$  が局所有限であるとは、任意の点 $x\in X$ について、ある $x$ の[[近傍]] $V$ が存在し、$V\cap U\neq \emptyset$ となる $U\in \mathcal{U}$ が高々有限個であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  星状有限な開被覆 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の開被覆 $\mathcal{U}$ が星状有限であるとは、任意の $U\in \mathcal{U}$ について、$ U\cap V\neq \emptyset$ となる $V\in\mathcal{U}$ が高々有限個であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  補足 ==&lt;br /&gt;
開被覆について「有限 $\Rightarrow$ 星状有限 $\Rightarrow$ 局所有限 $\Rightarrow$ 点有限」が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
これに対応して、位相空間について「[[コンパクト&amp;gt;コンパクト空間]] $\Rightarrow$ [[強パラコンパクト&amp;gt;強パラコンパクト空間]] $\Rightarrow$ [[パラコンパクト&amp;gt;パラコンパクト空間]] $\Rightarrow$ [[メタコンパクト&amp;gt;メタコンパクト空間]]」が成り立つ。&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;br /&gt;
* [[位相空間]]&lt;br /&gt;
* [[細分]]&lt;br /&gt;
* [[コンパクト空間]]&lt;br /&gt;
* [[メタコンパクト空間]]&lt;br /&gt;
* [[パラコンパクト空間]]&lt;br /&gt;
* [[強パラコンパクト空間]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%89%E7%82%B9&amp;diff=2236</id>
		<title>閉点</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%89%E7%82%B9&amp;diff=2236"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:28Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  閉点 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間の点 $x$ が閉点であるとは、$\{x\}$ が閉集合であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  $T_1$-空間の特徴付け ==&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ が $T_1$-空間であることは、$X$ の任意の点が閉点であることと同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
よって、空間のHausdorff性などが基本的に仮定されるような文脈においては、「閉点」という概念は自明化される。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
一般の位相空間は必ずしも $T_1$-空間ではない。このようなものの例として、環 $R$ についてのZariski位相空間 $\mathrm{Spec}(R)$ などがある。このとき $\mathrm{Spec}(R)$ の閉点は、極大イデアルに対応する点に限られる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  スキームの台空間との関連 ==&lt;br /&gt;
選択公理の仮定のもとでは、任意の非零な環には極大イデアルが存在する。よって、非空なアフィンスキームは必ず閉点を持つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
しかし、一般のスキームについては、必ずしも閉点を持つとは限らない。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%89%E5%8C%85&amp;diff=2235</id>
		<title>閉包</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%96%89%E5%8C%85&amp;diff=2235"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:27Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  閉包 ==&lt;br /&gt;
本稿では、位相空間論においての閉包概念について述べる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の部分集合 $A$ について、$A$ の閉包 $\overline{A}$ とは、$A$ を含む閉集合のなかで最小のもののことである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このようなものは存在する。実際、$A$ を含むすべての閉集合の共通部分をとると、これは $A$ の閉包となっている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;br /&gt;
* [[位相空間]]&lt;br /&gt;
* [[内部]]&lt;br /&gt;
* [[稠密]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%95%B7%E3%81%84%E7%9B%B4%E7%B7%9A&amp;diff=2234</id>
		<title>長い直線</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%95%B7%E3%81%84%E7%9B%B4%E7%B7%9A&amp;diff=2234"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:27Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 長い直線 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
長い直線（Long line）とは、任意の（空でない）有界開区間が実直線 $\mathbb{R}$ と同型だが全体は実直線に埋め込めない様な全順序集合のことである。[[パラコンパクト&amp;gt;パラコンパクト空間]]でない[[位相多様体]]の例にもなっている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 定義 ==&lt;br /&gt;
 &lt;br /&gt;
以下に定義する全順序集合全てを総称して長い直線ともいう。この記事では全順序集合は常に順序位相((順序集合の要素 $a$, $b$ によって $(-\infty,a)$, $(a,b)$, $(b,\infty)$ の形で表すことのできる部分集合を開区間という。順序位相とは開区間全体を開基とする位相のことを指す。))で位相空間と見なす。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 閉じた長い半直線 ===&lt;br /&gt;
閉じた長い半直線（closed long lay）とは最小の非可算順序数 $\omega_1$ と半開区間 $[0,1)$ との直積 $\mathbb{L}_{\geq 0}\colon =\omega_1\times [0,1)$ に辞書式順序、すなわち&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$(\alpha, s)\leq (\beta, t)\,\Longleftrightarrow\, \alpha&amp;lt;\beta$ または $(\alpha=\beta$ かつ $s\leq t)$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
で定まる順序 $\leq$ を入れた全順序集合である。これは&lt;br /&gt;
*最小値を持ち、任意の（空でない）有界開区間が実直線 $\mathbb{R}$ と順序同型だが、可分でない全順序集合。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
の様に特徴付けることも出来る。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
閉じた長い半直線の性質の多くは $\omega_1$ の性質から導かれる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  開いた長い半直線 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
閉じた長い半直線から最小値を除いたものを開いた長い半直線という（open long ray）。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  長い直線 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
長い直線（long lay）とは（順序逆向きの）閉じた長い半直線と閉じた長い半直線を（逆向き）端点で貼り合わせた順序集合である。これは&lt;br /&gt;
*端点を持たず、任意の（空でない）有界開区間が実直線 $\mathbb{R}$ と順序同型だが、点列コンパクトになる空でない全順序集合。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
の様に特徴付けることも出来る。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 性質 ==&lt;br /&gt;
特に言及がない限り以下の性質は、長い直線、閉じた長い半直線、開いた長い半直線、全てで成り立つ。&lt;br /&gt;
=== 分離性 ===&lt;br /&gt;
*[[正規&amp;gt;正規空間]]（$T_4$ ）である。&lt;br /&gt;
*[[継承的正規&amp;gt;継承的正規空間]]（ $T_5$ ）である。&lt;br /&gt;
*[[完全正規&amp;gt;完全正規空間]]（ $T_6$ ）ではない((命題3を補集合も非有界になる様な非有界閉部分集合に適用すれば分かる。))。&lt;br /&gt;
-&lt;br /&gt;
=== コンパクト性 ===&lt;br /&gt;
*[[局所コンパクト&amp;gt;局所コンパクト空間]]である。&lt;br /&gt;
*長い直線、および閉じた長い半直線は、[[点列コンパクト&amp;gt;点列コンパクト空間]]である。&lt;br /&gt;
*長い直線および閉じた長い半直線の有界閉部分集合は[[コンパクト&amp;gt;コンパクト空間]]である。&lt;br /&gt;
*[[コンパクト&amp;gt;コンパクト空間]]ではない。&lt;br /&gt;
*[[$\sigma$コンパクト&amp;gt;σコンパクト空間]]ではない。&lt;br /&gt;
*[[パラコンパクト&amp;gt;パラコンパクト空間]]ではない。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 可算性 ===&lt;br /&gt;
*[[第一可算&amp;gt;第一可算空間]]である。&lt;br /&gt;
*[[第二可算&amp;gt;第二可算空間]]ではない。&lt;br /&gt;
*[[可分&amp;gt;可分空間]]ではない。&lt;br /&gt;
*[[Lindelöf空間]]ではない。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== その他 ===&lt;br /&gt;
*弧状連結かつ局所弧状連結かつ単連結である。&lt;br /&gt;
*[[可縮&amp;gt;可縮空間]]ではない。&lt;br /&gt;
*長い直線、および開いた長い半直線は、[[パラコンパクト&amp;gt;パラコンパクト空間]]でない1次元[[位相多様体]]である。&lt;br /&gt;
*閉じた長い半直線は、パラコンパクトでない1次元境界つき位相多様体である。&lt;br /&gt;
*パラコンパクトでない（境界が空でもよい）連結1次元境界つき位相多様体は、長い直線、開いた長い半直線、閉じた長い半直線のいずれかと同相である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== コンパクト化 ==&lt;br /&gt;
=== 非有界閉集合と連続関数 ===&lt;br /&gt;
==== 補題1（有界集合の可算合併の有界性） ====&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
閉じた長い半直線 $\mathbb{L}_{\geq 0}$ の可算個の有界部分集合の合併は再び有界集合になる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$( (A_i,x_i))_{i\in\omega}$ を $\mathbb{L}_{\geq 0}$ の有界部分集合 $A_i$ とその上界 $x_i\in\mathbb{L}_{\geq 0} $ の可算列とする。このとき $\alpha\colon =\sup\{\beta+1 | \beta\in\omega_1$ であり、ある $i\in\omega$ があって、$x_i\in\{\beta\}\times [0,1)\}$ とすると、$\alpha\in\omega_1$ であり((可算個の可算順序数の極限は可算順序数である。))、$(\alpha,0)$ が $\bigcup_{i\in\omega}A_i$ の上界になる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==== 命題2（非有界閉集合の可算共通部分の非有界性） ====&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
閉じた長い半直線 $\mathbb{L}_{\geq 0}$ の可算個の非有界閉部分集合((closed unbounded set, 略してclub set という。))の共通部分は再び非有界閉部分集合になる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\{A_i\subseteq\mathbb{L}_{\geq 0} | i\in\omega \}$ を非有界閉集合の可算列とする。このとき任意の $x\in\mathbb{L}_{\geq 0}$ にたいし、各 $A_i$ 上の数列 $(a_{i,j})_{j\in\omega}$ を&lt;br /&gt;
*$x&amp;lt;a_{0,0}$ かつ 任意の $i\in\omega$ にたいして $a_{i,0}&amp;lt;a_{0,i+1}&amp;lt;a_{1,i}&amp;lt;\cdots &amp;lt;a_{i,1}&amp;lt;a_{i+1,0}$ 。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
を満たすように再帰的に取る(($A_i\subseteq \mathbb{L}_{\geq 0}$ の非有界性と選択公理からこのような数列が取れる。))。&lt;br /&gt;
このとき $\{a_{i,j} | i,j\in\omega\}$ は可算集合（つまり一点集合の可算合併）なので''補題1''より有界。その上界の一つを $x\in \mathbb{L}_{\geq 0} $ とすると $\{y\in\mathbb{L}_{\geq 0} | y\leq x\}$ は $[0,1]$ と順序同型なので((実直線の順序型の特徴付けから従う。))、[[コンパクト性&amp;gt;コンパクト空間]]から、$(a_{i,j})_{i,j\in\omega}$ の上限 $c\in\mathbb{L}_{\geq 0}$（$x&amp;lt;c$）が存在（これは各 $(a_{i,j})_{j\in\omega}$ の収束点でもある）。各 $A_i$ は閉集合なので、$c\in\bigcap_{i\in\omega}A_i$ 。また $x$ は任意だったので閉集合 $\bigcap_{i\in\omega}A_i$ は非有界である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==== 命題3（連続関数は有界集合上を除いて定数） ====&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
閉じた長い半直線 $\mathbb{L}_{\geq 0}$ 上の実数値連続関数は有界集合上を除いて定数関数になる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$f\colon\mathbb{L}_{\geq 0}\to\mathbb{R} $ を連続関数とする。今もし任意の $i\in\mathbb{Z}$ について $f^{-1}([i,\infty ))$ が有界なら''補題1''から $\bigcup_{i\in\mathbb{Z}}f^{-1}([i,\infty ))=f^{-1}(\mathbb{R})=\mathbb{L}_{\geq 0}$ も有界となって矛盾。よってある $i\in\mathbb{Z}$ が存在して $f^{-1}([i,\infty ))$ は非有界。また$X:=\{r\in\mathbb{R} | f^{-1}([r,\infty )$ が非有界$\}$ が上に非有界なら $X$ の上に非有界な上昇列 $x_1,\ldots, x_n, \ldots$ が取れるが、''命題2''から $\bigcap_{r\in X}f^{-1}([r,\infty ))=\bigcap_{i\in\mathbb{N}}f^{-1}([x_i,\infty ))=\emptyset$ も非有界となり矛盾。よって上限 $s\colon=\sup\{r\in\mathbb{R} | f^{-1}([r,\infty ))$ が非有界$\} $ が存在する。このとき、$f^{-1}([s,\infty ))=\bigcap_{i\in\mathbb{Z}_{&amp;gt;0}}f^{-1}([s-(1/i),\infty )) $ なので''命題2''から $f^{-1}([s,\infty ))$ は非有界。任意の $i\in\mathbb{Z}_{&amp;gt;0}$ について''命題2''から  $f^{-1}( (-\infty,s-(1/i)])$ は有界であり（そうでなければ $f^{-1}( (-\infty,s-(1/i)])\cap f^{-1}([s,\infty ))=\emptyset$ が非有界になって矛盾）、''補題1''から  $f^{-1}( (-\infty,s) )=\bigcup_{i\in\mathbb{Z}_{&amp;gt;0}}f^{-1}( (-\infty,s-(1/i)])$ も有界。$s$ の定義から、任意の $i\in\mathbb{Z}_{&amp;gt;0}$ について  $f^{-1}([s+(1/i),\infty ) )$ は有界なので''補題1''から $f^{-1}( (s,\infty))=\bigcup_{i\in\mathbb{Z}_{&amp;gt;0}}f^{-1}([s+(1/i),\infty ) )$ も有界。以上から $f^{-1}(\mathbb{R}\setminus\{s\})=f^{-1}( (-\infty,s))\cup f^{-1}((s,\infty) )$ は $\mathbb{L}_{\geq 0}$ の有界部分集合となる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== コンパクト化の一意性 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==== 命題4（コンパクト化の一意性） ====&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
閉じた長い半直線 $\mathbb{L}_{\geq 0}$ のコンパクト化は全て一点コンパクト化と同型。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
$\beta\mathbb{L}_{\geq 0} $ を $\mathbb{L}_{\geq 0}$ の閉集合族の超フィルター全体によって構成された[[Stone-Čechコンパクト化]]とする。このとき、$\mathcal{F}, \mathcal{G}\in\beta\mathbb{L}_{\geq 0}$ を無限遠境界から一つ取る。$\mathcal{F}, \mathcal{G}$ は無限遠境界上の超フィルターなので非有界閉集合から構成されるが、''命題2''より任意の非有界閉集合は空でない共通部分を持つので、$\mathcal{F}$ と $\mathcal{G}$ は両立する。両立する超フィルターは一致するので $\mathcal{F}=\mathcal{G}$ であり無限遠境界は一点集合。Stone-Čechコンパクト化および一点コンパクト化の普遍性より $\mathbb{L}_{\geq 0}$ のコンパクト化は全て一点コンパクト化と（コンパクト化として）同型(($\mathbb{L}_{\geq 0}$ は[[局所コンパクトHausdorff空間&amp;gt;局所コンパクト空間]]であることに注意。))((関数空間によるStone-Čechコンパクト化の構成でも''命題3''から同様に証明可能。))。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==== 注意5 ====&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
長い直線のコンパクト化は最大最小を加えたものに一致する。開いた長い半直線や実直線は同型を除いて非常に多くのコンパクト化を持つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 可微分構造 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 関連項目 ==&lt;br /&gt;
* [[位相空間]]&lt;br /&gt;
* [[位相空間論に関する事項]]&lt;br /&gt;
* [[順序集合]]&lt;br /&gt;
=== 外部リンク ===&lt;br /&gt;
* [[位相空間論における反例と線形順序:https://yamyamtopo.files.wordpress.com/2017/07/ukeru_gene_topo.pdf]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%8C%90&amp;diff=2233</id>
		<title>錐</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%8C%90&amp;diff=2233"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:27Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;&lt;br /&gt;
==  錐 ==&lt;br /&gt;
錐 (すい,cone) とは三角錐や円錐といった先の尖った図形を位相幾何の枠組みで定式化させた概念である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ に対して$X\times [0,1]$ の $X\times \{1\}$を一点に潰した空間を $X$ 上の''錐''と呼ぶ。潰した点を錐の''頂点''と呼ぶ。また $x\mapsto [(x,0)]$ によって $X$ は $X$ の錐の部分空間だとみなせる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
厳密な定義としては次の通りである：位相空間 $X\times [0,1]$ と集合 $X\times [0,1)\cup\{pt\}$ について、以下のように $f:X\times [0,1]\to X\times [0,1)\cup\{pt\}$ を定める。&lt;br /&gt;
* $(x,r)\in X\times [0,1)$ に対して $f( (x,r) )=(x,r)$&lt;br /&gt;
* $(x,1)\in X\times \{1\}$ に対して $f( (x,1) )=pt$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このとき $f$ は集合の全射であるため、$X\times [0,1)\cup \{pt\}$ には商位相が入る。この空間が $X$ 上の錐である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
ここに述べた空間と同相な空間について、しばしば $X$ 上の錐という。また $CX$ と表記することがある。&lt;br /&gt;
 &lt;br /&gt;
==  位相的性質 ==&lt;br /&gt;
* [[Hausdorff空間&amp;gt;分離公理]]の錐は再びHausdorffである。&lt;br /&gt;
*[[コンパクト空間]]の錐は再びコンパクトである。&lt;br /&gt;
* 錐と一点との[[ジョイン]]は同相である。&lt;br /&gt;
* 任意の空間の錐は可縮であり、さらに頂点を強変形[[レトラクト]]として持つ。&lt;br /&gt;
* [[CW複体]]の錐は再びCW複体の構造を持つが一般に商位相よりCW複体の構造による位相の方が細かい。この位相により錐は再びCW複体となる。これによりもとの空間は錐の部分複体となる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* [[位相空間]]&lt;br /&gt;
* [[可縮空間]]&lt;br /&gt;
* [[ハワイの耳飾り]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%83%A8%E5%88%86%E9%9B%86%E5%90%88%E6%97%8F%E3%80%81%E3%81%B9%E3%81%8D%E9%9B%86%E5%90%88&amp;diff=2232</id>
		<title>部分集合族、べき集合</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%83%A8%E5%88%86%E9%9B%86%E5%90%88%E6%97%8F%E3%80%81%E3%81%B9%E3%81%8D%E9%9B%86%E5%90%88&amp;diff=2232"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:26Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 部分集合族、べき集合 ==&lt;br /&gt;
　部分集合族はある集合の部分集合を元に持つ集合である。部分集合族は数学の議論をする上で基本的な概念である。たとえば[[位相空間]]では位相の定義をする段階で必要となる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  ''定義'' ==&lt;br /&gt;
$S$ を集合とする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 「$S$ の部分集合全体の集合」を $S$ の''べき集合''といい、 $2^S$ や $\mathcal{P}(S)$ などと書く。$S$ のべき集合には空集合と $S$ 自身を元に持つ。つまり、$\emptyset , S \in 2^S$。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $S$ のべき集合 $2^S$ の部分集合 $\{ A_i \} _{i \in I}$ （$I$ は添え字集合）を $S$ の''部分集合族''という。このとき当然、任意の $i \in I$ に対して $A_i \subset S$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
（注意）「部分集合系」という言葉と「部分集合族」という言葉を使い分ける流儀もある（例えば、松坂和夫「集合・位相入門」 p18、p44）。その際は上記の「べき集合 $2^S$ の部分集合」を「部分集合系」といい、写像 $A:I \longrightarrow 2^S$ （$A(i)$ を $A_i$ と書く）の像 $A(I)$ を $(A_i)_{i \in I}$ と書いてこれを「部分集合族」という。「集合論の初歩」のシリーズではこれらを区別しない流儀をとる。~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
（補足）$X$、$Y$ を集合とする。$y=(y_1,y_2, \ldots ,y_n) \in Y^n$ に対して、写像 $y: \{ 1,2,\ldots , n \} \ni i \longmapsto y_i \in Y$ を与える対応は $Y^n$ から $ \textrm{Map}(\{ 1,2,\ldots , n \},Y)$ への $1$ 対 $1$ の対応である（つまり全単射である）。この意味で $Y^n = \textrm{Map}(\{ 1,2,\ldots , n \},Y)$ と思うことができる。この考え方を一般化して $Y^X := \textrm{Map}(X,Y)$ としばしば定義される。今、$Y= \{ 1,2 \}$ とし、写像 $f:X \longrightarrow \{ 1,2 \}$ に対して $\phi (f) := \{ x \in X | f(x)=1 \}$ を与える写像 $\phi$ は $\{ 1,2 \} ^X$ から $X$ のべき集合への全単射となる。この対応によって $\{ 1,2 \} ^X$ と $X$ のべき集合は同一視され、$2^X$ という記号のもととなっている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  具体例 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $S= \emptyset$ とすると、$2^S = \{ \emptyset \}$ である。これは空集合を元に持つ集合であって、空集合ではないことに注意せよ。$\{ \emptyset \} \ne \emptyset$。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $S = \{ a,b,c \}$ （$3$ 点集合）とすると $2^S = \{ \emptyset ,\{ a \},\{ b \},\{ c \},\{ a,b \},\{ a,c \},\{ b,c \},\{ a,b,c \} \}$ となり、これは $8$ 個の元からなる集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 一般に $S = \{ a_1, a_2 , \ldots ,a_n \}$ （$n$ 点集合）とすると、$2^S$ は $2^n$ 個の元からなる集合である。実際、$S$ の部分集合としてあり得る場合の数を考えると、$a_1$ を元に持つかどうかで $2$ 通り、$a_2$ を元に持つかどうかで $2$ 通り、$\ldots$、$a_n$ を元に持つかどうかで $2$ 通りある。よって全部で$2 \times 2 \times \ldots \times 2 (n $ 回 $) =2^n$ 通りとなる。 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 集合論の初歩 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[論理と命題]] / 集合の基本的な用語、集合の演算 / [[全称記号と存在記号]] / [[写像、像、逆像、写像のグラフ]] / [[写像の合成、写像の拡大と制限]] / [[選択公理について]] / [[単射、全射、全単射、逆写像]] / [[演算と代数構造]] / [[（関係、同値関係、商集合）]] / [[部分集合族、べき集合]] / [[（初歩的な順序集合）]] / [[（Zornの補題）]] / [[集合の濃度]] / [[可算集合、非可算集合]] / [[（濃度の演算）]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  参考文献 ==&lt;br /&gt;
:[[松坂和夫「集合・位相入門」:https://amzn.to/343u9XN]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 関連項目 ==&lt;br /&gt;
*[[集合論]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%81%B8%E6%8A%9E%E5%85%AC%E7%90%86%E3%81%AB%E3%81%A4%E3%81%84%E3%81%A6&amp;diff=2231</id>
		<title>選択公理について</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%81%B8%E6%8A%9E%E5%85%AC%E7%90%86%E3%81%AB%E3%81%A4%E3%81%84%E3%81%A6&amp;diff=2231"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:26Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;== 選択公理 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
　$A_1 , A_2 , \ldots , A_n $ を空集合でない集合とする。つまり任意の $i=1,2,\ldots,n$ に対して各 $A_i$ は少なくともひとつは元を持つので、その元を例えば $a_i \in A_i$ と置く。集合 $A_i$ 達は有限個しかないので、すべての $A_i$ からひとつずつ元 $x_i \in A_i$ をとってくることは有限回の操作で実行可能である。したがって直積 $\prod_{i=1}^{n} A_i$ は元 $(a_i)_{i=1}^{n}$ を持つので $\prod_{i=1}^{n} A_i \ne \emptyset$ である。一方、$I$ を有限集合でない集合とし、無限個の空でない集合族 $\{A_i \} _{i \in I}$ を考える。もちろん個々の $i \in I$ に対して、$a_i \in A_i$ をひとつ取ってくることは、$A_i \ne \emptyset$ なので可能である。しかし「一斉に」$A_i$ 達の元をひとつずつ選んできて、$(a_i)_{i \in I} \in \prod_{i \in I} A_i$ とすることが（具体的なアルゴリズムを示したり、有限回の操作で実行したり）できるかどうかはまったく明らかではない。しかし、この操作を認めないと数学をする上で非常に不便であるため我々はこれを公理として承認する。すなわち次の性質を「''選択公理(axiom of choice)''」として成り立つものとする。~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $I$ を集合、 $\{ A_i \}_{i \in I}$ を集合族とする。このとき次が成り立つ。~&lt;br /&gt;
（AC）「任意の $i \in I$ に対して $A_i \ne \emptyset$ 」 $ \Longrightarrow \prod_{i \in I} A_i \ne \emptyset$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  初歩的な応用例 ==&lt;br /&gt;
　ここでは写像に関する応用をひとつだけ説明し、残りは事実を列挙するにとどめる。~&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $X$、$Y$ を集合とし、写像 $f:X \longrightarrow Y$ を考える。ただし、$f(X)=Y$ とする（$f$ は全射であるという）。このとき、写像 $g:Y \longrightarrow X$ が存在して、$f \circ g = id_Y$ が成り立つ。~&lt;br /&gt;
''（証明）''$f(X)=Y$ なので、任意の $y \in Y$ に対して、$y \in f(X)$ が成り立つ。つまり、ある $x \in X$ が存在して $f(x)=y$ が成り立つ。ゆえに $x \in f^{-1}(y)$ である。以上から、任意の $y \in Y$ に対して、 $f^{-1}(y) \ne \emptyset$ が成り立つ。よって、選択公理より $\prod_{y \in Y} f^{-1}(y) \ne \emptyset$ なので $(x_y)_{y \in Y} \in \prod_{y \in Y} f^{-1}(y)$ が存在する。このとき $x_y \in f^{-1}(y)$ なので、$f(x_y)=y$ である。今、写像 $g:Y \longrightarrow X$ を $g(y)=x_y$ で定める（$g$ は$(x_y)$ の取り方に依存する）。すると、任意の $y \in Y$ に対して、$f \circ g(y) = f(x_y) =y$ となる。以上から、$f \circ g = id_Y$ が成り立つ。この $g$ が求める写像であった。''(証明終わり)''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以下、未定義の用語を多用するが次のような結果も知られている。&lt;br /&gt;
* ([[''zorn の補題'']]) 帰納的順序集合は極大元を持つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $K$ を体とし、$V$ を $K$ 上のベクトル空間とする。$V$ が $0$ 以外の点を持つとき、$V$ は基底を持つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 集合論の初歩 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[論理と命題]] / [[集合の基本的な用語、集合の演算]] / [[全称記号と存在記号]] / [[写像、像、逆像、写像のグラフ]] / [[写像の合成、写像の拡大と制限]] / 選択公理について / [[単射、全射、全単射、逆写像]] / [[演算と代数構造]] / [[（関係、同値関係、商集合）]] / [[部分集合族、べき集合]] / [[（初歩的な順序集合）]] / [[（Zornの補題）]] / [[集合の濃度]] / [[可算集合、非可算集合]] / [[（濃度の演算）]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  参考文献 ==&lt;br /&gt;
:[[松坂和夫「集合・位相入門」:https://amzn.to/343u9XN]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 関連項目 ==&lt;br /&gt;
*[[集合論]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%A3%E7%B6%9A%E5%86%99%E5%83%8F&amp;diff=2230</id>
		<title>連続写像</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%A3%E7%B6%9A%E5%86%99%E5%83%8F&amp;diff=2230"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:26Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  連続写像 ==&lt;br /&gt;
連続写像とは、空間から空間への写像であって、「近い点どうしを近くに移す」ようなもののことである。ここで、空間とは主に位相空間のことを指す。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
位相空間 $X$, $Y$ について、連続写像 $f:X\to Y$ とは、写像 $f:X\to Y$であって、任意の $Y$ の開集合 $V$ について、$f^{-1}(V)$ が $X$ の開集合となるもののことである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  距離空間上の連続写像 ==&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%A3%E7%B5%90%E7%A9%BA%E9%96%93&amp;diff=2229</id>
		<title>連結空間</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%A3%E7%B5%90%E7%A9%BA%E9%96%93&amp;diff=2229"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:25Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  連結空間 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
連結空間 (れんけつくうかん、connected space) その名の通り&amp;quot;つながっている&amp;quot;位相空間を定式化したものである。連結性は非常に基本的な性質であるが直感とは少し乖離があるため慣れが必要である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  定義 ==&lt;br /&gt;
非連結である事を定義その否定として連結を定義することが多い。このページでもその定義を採用する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
~位相空間 $X$ が''非連結''((不連結とも))(disconnected)であるとは、ある空でない二つの交わらない開かつ閉集合の和として表される事を言う。つまり空でない開集合でありさらに閉集合でもある $A,B\subset X$ が存在して $A\cap B=\varnothing$ $A\cup B=X$ を満たす事をいう。これはさらに同値な言い換えとして空集合でも全体でもない開かつ閉集合が存在する事としても良い。定義から空集合は非連結であることに注意されたい。((空集合を連結とする流儀も存在するため注意が必要である。ただしこの場合は弧状連結成分数が $1$ であることの特徴付けとの整合性がつかなくなることに注意されたい。))&lt;br /&gt;
~例えば $[0,1)\cup [2,3]$ に $\mathbb{R}$ からの相対位相を入れた空間を $X$ とすると非連結である。なぜなら $[0,1),[2,3]\subset X$ は $X$ の空でない交わらない開集合かつ閉集合であり $X$ はそれらの和集合として表せるからである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
~位相空間 $X$ が''連結''(connected)であるとは、非連結でないことをいう。これは言い換えれば $X$ の開かつ閉集合は $X$ 自身か空集合であるという事である。&lt;br /&gt;
~例えば $\mathbb{R}$ は連結である。なぜなら $\mathbb{R}$ の開かつ閉集合は $\mathbb{R}$ 自身と空集合のみであるからである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 連結成分 ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ に対して連結な部分空間で(包含に関して)極大である部分空間を''連結成分''(connected component,単にcomponentとも)と呼ぶ。これにより $X$ は閉部分集合((極大なものを取るため一般に開ではない。))により分割される。 $X$ の連結成分の[[濃度]]は[[位相不変量&amp;gt;不変量]]となる。特に弧状連結成分が $1$ つであることと弧状連結であることは同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  直感との乖離 ===&lt;br /&gt;
連結であるということは必ずしも直感に合った&amp;quot;つながっている&amp;quot;と言う事を表さない。むしろ非連結であることの否定として定義していることがある意味示唆的であり、連結であると言うことは位相的に二つの部分に分離できないというようにも解釈できる。&lt;br /&gt;
~例えば原点を除いた[[くし空間]]は直感的にはつながっていないように思えるが実際には連結である。このつながっていないような直感を反映しているのは[[弧状連結&amp;gt;弧状連結空間]]という条件である。実際に原点を除いたくし空間は弧状連結ではない。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  位相的性質 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 遺伝性 ===&lt;br /&gt;
* 連結性は部分空間に遺伝しない。&lt;br /&gt;
* 部分空間の連結性は全空間の連結性を誘導しない。&lt;br /&gt;
* 連結な部分空間同士の和集合は一般に連結でないが、共通部分が空でなければ連結である。&lt;br /&gt;
* 連結な部分空間同士の共通部分は連結とは限らない。&lt;br /&gt;
* 連結空間の連続写像による像は連結である。&lt;br /&gt;
* 連結空間の連続写像による逆像は連結とは限らない。&lt;br /&gt;
* 2つの連結空間の直和は''必ず''連結でない。&lt;br /&gt;
* 2つの連結空間の直積は再び連結である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  他の位相的性質との関連 ===&lt;br /&gt;
* [[可縮&amp;gt;可縮空間]] $\Longrightarrow$ [[単連結&amp;gt;単連結空間]]((単連結性に弧状連結性を課している。)) $\Longrightarrow$ [[弧状連結&amp;gt;弧状連結空間]]  $\Longrightarrow$ [[連結&amp;gt;連結空間]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  局所連結空間 ==&lt;br /&gt;
任意の点 $x \in X$ に対して連結な[[基本近傍系]]を持つとき、すなわち $x$ の任意の[[開近傍]] $x\in U$ に対してそれより小さい連結な開近傍 $x\in V \subset U$ が取れるとき $X$ は''局所連結''(locally connected)であると言う。一般に連結性と局所連結性に包含はない。代表的な例を以下に挙げる&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 単位閉区間 $[0,1]$ (連結かつ局所連結)&lt;br /&gt;
* $\{0\}\cup[1,2]$ (連結ではないが局所連結)&lt;br /&gt;
* [[くし空間]](連結であるが局所連結ではない)&lt;br /&gt;
* $\{\frac{1}{n}\in \mathbb{R}\mid n\in \mathbb{N}\}\cup\{0\}$  (連結でも局所連結でもない)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  位相的性質(局所版) ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  遺伝性(局所版) ===&lt;br /&gt;
* 局所連結性は部分空間に遺伝しない。&lt;br /&gt;
* 部分空間の局所連結性は全空間の局所連結性を誘導しない。&lt;br /&gt;
* 局所連結な部分空間同士の和集合は局所連結とは限らない。&lt;br /&gt;
* 局所連結な部分空間同士の共通部分は局所連結であるとは限らない。&lt;br /&gt;
* 局所連結空間の連続写像による像は局所連結であるとは限らない。&lt;br /&gt;
* 局所連結空間の連続写像による逆像は局所連結とは限らない。&lt;br /&gt;
* 2つの局所連結空間の直和は再び局所連結である。&lt;br /&gt;
* 2つの局所連結空間の直積は再び局所連結である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  他の位相的性質との関連(局所版) ===&lt;br /&gt;
* [[局所可縮&amp;gt;可縮空間]] $\Longrightarrow$ [[局所単連結&amp;gt;単連結空間]] $\Longrightarrow$ [[局所弧状連結&amp;gt;弧状連結空間]]  $\Longrightarrow$ 局所連結&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 関連項目 ==&lt;br /&gt;
* [[弧状連結空間]]&lt;br /&gt;
* [[単連結空間]]&lt;br /&gt;
* [[$n$-連結]]&lt;br /&gt;
* [[完全非連結空間]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%A3%E7%B5%90%E6%80%A7%E3%81%AB%E9%96%A2%E3%81%99%E3%82%8B%E6%A6%82%E5%BF%B5&amp;diff=2228</id>
		<title>連結性に関する概念</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%A3%E7%B5%90%E6%80%A7%E3%81%AB%E9%96%A2%E3%81%99%E3%82%8B%E6%A6%82%E5%BF%B5&amp;diff=2228"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:25Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  連結性に関する概念 ==&lt;br /&gt;
＜＜現在工事中＞＞&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;br /&gt;
* [[単連結空間]]&lt;br /&gt;
* [[連結空間]]&lt;br /&gt;
* [[弧状連結空間]]&lt;br /&gt;
* [[半局所単連結空間]]&lt;br /&gt;
* [[基本群]]&lt;br /&gt;
* [[ホモトピー群]]&lt;br /&gt;
* [[被覆空間]]&lt;br /&gt;
* [[位相空間の一覧]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%9F%E7%BF%92%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%80%8C%E4%BD%8D%E7%9B%B8%E7%A9%BA%E9%96%93%E8%AB%96%E3%81%AE%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E4%BA%8B%E9%A0%85%E3%80%8D&amp;diff=2227</id>
		<title>速習コース「位相空間論の基礎事項」</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%9F%E7%BF%92%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%80%8C%E4%BD%8D%E7%9B%B8%E7%A9%BA%E9%96%93%E8%AB%96%E3%81%AE%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E4%BA%8B%E9%A0%85%E3%80%8D&amp;diff=2227"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:24Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  速習コース「位相空間論の基礎事項」 ==&lt;br /&gt;
本稿においては、位相空間論に関するmathpedia の記事を読み進めるにあたって、必要な知識を解説する。本稿の内容は一般的な位相空間論についての入門的文献よりも少ない、最低限度のものとなっている。しかし、位相空間の言葉で書かれた議論について、その意味を知るための充分な内容をここに記述したいと考えている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
本稿においては、位相空間・連続写像の概念について述べ、また位相空間論における基本的な操作を定義し、最後に分離公理・コンパクト性について紹介する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
内容には適宜変更が加えられる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  0. 基礎的な事項についてのページ一覧 ==&lt;br /&gt;
* [[位相空間]]&lt;br /&gt;
* [[閉包]]&lt;br /&gt;
* [[内部]]&lt;br /&gt;
* [[近傍]]&lt;br /&gt;
* [[連続写像]]&lt;br /&gt;
* [[分離公理]]&lt;br /&gt;
* [[コンパクト空間]]&lt;br /&gt;
* [[距離空間]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  1. 位相空間 ==&lt;br /&gt;
位相空間の定義の詳細については，[[位相空間]]を参照されたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 1.1 (位相空間の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間とは、集合 $X$ とその開集合系と呼ばれる $X$ の部分集合族 $\mathcal{O}\subset \mathcal{P}(X)$ との組 $(X,\mathcal{O})$ であって、次の公理を満たすものをいう。&lt;br /&gt;
* (O1) $\emptyset,X\in \mathcal{O}$&lt;br /&gt;
* (O2) $U_1, U_2, \ldots, U_n\in \mathcal{O}\Rightarrow U_1\cap U_2\cap\cdots\cap U_n\in\mathcal{O}$&lt;br /&gt;
* (O3) $\{U_i\,|\,i\in I\}\subset \mathcal{O} \Rightarrow \bigcup_{i\in I}U_i\in \mathcal{O}$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
([[位相空間]]より引用)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  注意 1.2 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
正式には位相空間は $(X,\mathcal{O})$ という組のことであるが、通常は $\mathcal{O}$ を暗黙のうちに固定されたものとみなし、位相空間 $(X,\mathcal{O})$ と呼ぶかわりに、簡単に「位相空間 $X$」と呼ぶことが多い。開集合系 $\mathcal{O}$ の要素を、位相空間 $X$ の開集合という。開集合系 $\mathcal{O}$ が与えられているということは、$X$ の部分集合のうちどれが開集合であり、どれが開集合でないかが定まっているということに他ならない。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
([[位相空間]]より引用)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 1.3 (閉集合の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の部分集合 $F$ が閉集合であるとは、集合 $X-F$ が $X$ の開集合であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 1.4 (閉集合の有限和) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の有限個の閉集合 $F_1,\ldots, F_n$ について、$F_1\cup\ldots\cup F_n$ は $X$ の閉集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$X-(F_1\cup \ldots \cup F_n)=(X-F_1)\cap \ldots \cap (X-F_n)$であるため、位相空間の定義より命題は示される。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 1.5 (閉集合の交叉) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の閉集合の族 $\mathcal{F}$ について、$\bigcap_{F \in \mathcal{F}}F$ は閉集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$X-\bigcap_{F \in \mathcal{F}}F=\bigcup_{F\in \mathcal{F}}(X-F)$ である。このとき、$X-F$ は $X$ の開集合であるため、$\bigcup_{F\in \mathcal{F}}(X-F)$ は $X$ の開集合である。よって、$\bigcap_{F \in \mathcal{F}}F$ は閉集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  2. 閉包・内部 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の部分集合 $A$ について、$A$ の閉包とは、$A$ を含む最小の閉集合のことである。また、$A$ の内部とは、$A$ に含まれる最大の開集合のことである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 2.1 (閉包の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ とその部分集合 $A$ について、以下の性質を満たす $\overline{A}$ を ($X$ における) $A$ の閉包という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $\overline{A}$ は閉集合&lt;br /&gt;
* $A \subset \overline{A}$&lt;br /&gt;
* $A$ を含むような任意の閉集合 $B$に対し、$\overline{A}\subset B$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 2.2 (閉包の一意存在性) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ とその部分集合 $A$ について、$A$ の閉包は唯一つ存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$\mathcal{F}$ を $A$ を含む $X$ の閉集合全体の集合とする。このとき、$A\subset X$であるため、$X\in \mathcal{F}$ が成り立つ。よって $\mathcal{F}$ は空でない。従って $\bigcap_{F \in \mathcal{F}} F\subset X$ は存在する。(($\mathcal{F}$ が空集合でないことを確かめる議論は必要である。))&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このとき、$\overline{A}=\bigcap_{F \in \mathcal{F}} F$ とおくと、任意の$F \in \mathcal{F}$ について $A\subset F$ であるため、$A \subset \overline{A}$ が成り立つ。次に、$\overline{A}$ は閉集合の交叉であるため閉集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
さらに、任意の $A\subset B$ を満たす閉集合 $B$ について、$B \in \mathcal{F}$ が成り立つため、$\overline{A} \subset B$ が成り立つ。よって $\overline{A}$ は $A$ の閉包である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
任意の$A$ の閉包 $A'$ について、$\overline{A}$ は $A\subset \overline{A}$ を満たす閉集合であるため、$A'\subset \overline{A}$ が成り立つ。逆に、$A'$ は $A\subset A'$ を満たす閉集合であるため、$\overline{A}\subset A'$ が成り立つ。よって $A'=\overline{A}$ である。したがって $A$ の閉包は $\overline{A}$ のみである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  注意 2.3 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以下、$A$ の閉包について、$\overline{A}$ と表記する。しかし、どの位相空間で閉包を取っているか明らかでない場合は、$\mathrm{Cl}_X(A)$ と表記する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 2.4 (内部の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ とその部分集合 $A$ について、以下の性質を満たす $A^\circ$ を ($X$ における) $A$ の内部という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A^\circ$ は開集合&lt;br /&gt;
* $A^\circ\subset A$&lt;br /&gt;
* 任意の開集合 $U\subset A$に対し、$U\subset A^\circ$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 2.5 (内部の一意存在性) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ とその部分集合 $A$ について、$A$ の内部は唯一つ存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　命題 2.2 により、$X-A$ の閉包 $\overline{X-A}$ は存在する。このとき、$A^\circ = X-\overline{X-A}$ とおくと、$A^\circ$ は開集合であり、また $X-A\subset \overline{X-A}$ より $A^\circ \subset A$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
また、$U\subset A$ なる開集合 $U$ について、$X-A\subset X-U$ が成り立つ。$X-U$ は閉集合であるため、$\overline{X-A}\subset X-U$ が成り立つ。よって、$U \subset A^\circ$ である。以上により、$A^\circ$ は $A$ の内部である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
内部の唯一性については、命題 2.2 と同様の議論によって示される。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  注意 2.6 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以下、$A$ の内部について、$A^\circ$ と表記する。しかし、どの位相空間で内部を取っているか明らかでない場合は、$\mathrm{Int}_X(A)$ と表記する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 2.7 (閉包・内部の関係) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ とその部分集合 $A$ について、以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A^\circ = X - \overline{X-A}$&lt;br /&gt;
* $\overline{A} = X - (X-A)^\circ$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　命題 2.5 の証明より、$A^\circ = X - \overline{X-A}$ が示される。残る式も同様に示される。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 2.8 (閉集合の閉包・開集合の内部) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の閉集合 $F$ と開集合 $U$ について、以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $\overline{F}=F$&lt;br /&gt;
* $U^\circ =U$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明'' 定義より $F$ は $F$ の閉包である。同様に $U$ は $U$ の内部である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 2.9 (閉包・内部の単調性) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の部分集合 $A \subset B$ について、以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $\overline{A} \subset \overline{B}$&lt;br /&gt;
* $A^\circ \subset B^\circ$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$A\subset B\subset \overline{B}$ より、$\overline{A} \subset \overline{B}$ が成り立つ。また、同様に $A^\circ \subset A \subset B$ より、$A^\circ \subset B^\circ$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
***-&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$A$ の閉包 $\overline{A}$ について、$\overline{A}$ に属する点の特徴付けを与える。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 2.10 (閉包の特徴付け) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ とその部分集合 $A$ について、以下は同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
# $x \in \overline{A}$&lt;br /&gt;
# $x \in U$ なる任意の開集合 $U$ について、$A\cap U$ は空でない&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　1. $\Rightarrow$ 2. を示す。$x \in U$ なる開集合であって $A\cap U=\emptyset$ なるものが存在するならば、$A \subset X-U$ より、$\overline{A}\subset X-U$ が成り立つ。よって $x \notin \overline{A}$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
2. $\Rightarrow$ 1. を示す。$x \notin \overline{A}$ ならば、$x \in X-\overline{A}$ が成り立つ。このとき、$X-\overline{A}$ は $X$ の開集合であり、$A \cap (X-\overline{A})=\emptyset $ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
***-&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
閉包を取る操作と集合の有限和について、以下のような関係が存在する。&lt;br /&gt;
===  命題 2.11 (閉包と有限和の関係) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ とその有限個の部分集合 $A_1,\ldots,A_n$ について、$\overline{A_1\cup\ldots \cup A_n}=\overline{A_1}\cup \ldots \cup \overline{A_n}$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　命題 2.9 より、$\overline{A_i}\subset \overline{A_1\cup\ldots \cup A_n}$ が成り立つため、$\overline{A_1}\cup \ldots \cup \overline{A_n}\subset \overline{A_1\cup\ldots \cup A_n}$ が言える。また、$A_i \subset \overline{A_i}$ より、$A_1 \cup \ldots \cup A_n \subset \overline{A_1}\cup \ldots \cup \overline{A_n}$ が成り立つ。ここで、$\overline{A_1}\cup \ldots \cup \overline{A_n}$ は閉集合の有限和であるため閉集合である。このことにより、$\overline{A_1\cup\ldots \cup A_n}\subset \overline{A_1}\cup \ldots \cup \overline{A_n}$ が成り立つ。以上により$\overline{A_1\cup\ldots \cup A_n}=\overline{A_1}\cup \ldots \cup \overline{A_n}$ が示される。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  3. 近傍 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 3.1 (近傍の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の点 $x \in X$ について、$N \subset X$ が $x$ の近傍であるとは、$x\in U \subset N$ なる開集合 $U$ が存在することをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 3.2 (開近傍の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の点 $x \in X$ について、$U \subset X$ が $x$ の開近傍であるとは、開集合 $U$ であって $x \in U$ が成り立つことをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  4. 部分空間・部分位相 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 4.1 (部分空間・部分位相の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ とその部分集合 $Y$ について、集合 $Y$ に以下の方法で定まる位相を部分位相という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $V \subset Y$ が開集合 $\Leftrightarrow$ ある $X$ の開集合 $U$ が存在し、$V=Y\cap U$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
また $X$ の部分集合 $Y$ に対して、$X$ の部分空間 $Y$ とは、上記の方法で $Y$ に位相を入れた位相空間のことを指す。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 4.2 (開部分空間・閉部分空間) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の開部分空間とは、$X$ の開集合に部分空間としての位相を入れたものである。また $X$ の閉部分空間とは、$X$ の閉集合に部分空間としての位相を入れたものである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 4.3 (部分空間の閉集合) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の部分空間 $Y$ について、$G \subset Y$ が $Y$ の閉集合であることは、ある $X$ の閉集合 $F$ が存在して $G=Y\cap F$ が成り立つことと同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$G \subset Y$ が $Y$ の閉集合であることは $Y-G\subset Y$ が $Y$ の開集合であることと同値である。これはある $X$ の開集合 $U$ によって $Y-G=Y \cap U$ が成り立つことと同値である。これは $G=Y \cap (X-U)$ が成り立つことと同値である。これはある $X$ の閉集合 $F$ が存在して $G=Y\cap F$ が成り立つことと同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 4.4 (開部分空間の開集合) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の開部分集合 $U$ について、$U' \subset U$ が $U$ の開集合であることと $X$ の開部分集合であることは同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$U' \subset U$ なる $X$ の開集合について、$U'\cap U=U'$ であるため、$U'$ は $U$ の開集合である。逆に、$U'$ が $U$ の開集合であるなら、ある $X$ の開集合 $V$ について $U'=U\cap V$ が成り立つが、このとき $U'$ は $X$ の開集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 4.5 (閉部分集合の閉集合) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の閉部分集合 $F$ について、$F' \subset F$ が $F$ の閉集合であることと $X$ の閉部分集合であることは同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　命題 4.3 を用いることで、命題 4.4 と同様の議論に帰着できる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  5. 商空間・商位相 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 5.1 (商空間・商位相の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ と集合 $Y$ とその間の集合の全射 $f:X\to Y$ が存在するとき、$Y$ に以下の方法で定まる位相を $f$ による商位相という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $V \subset Y$ は開集合 $\Leftrightarrow$ $f^{-1}(V)$ は $X$ の開集合&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
またこのとき、商位相をもった位相空間 $Y$ を $X$ の $f$ による商空間という。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 5.2 (商空間の普遍性) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$, $Z$ と $X$ の $h:X\to Y$ による商空間 $Y$ について、連続写像 $f:X\to Z$ が以下を満たすとする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* ある集合の写像 $g:Y\to Z$ が存在して $f=g\circ h$ が成り立つ&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このとき、$f=g\circ h$ が成り立つような $g$ はただひとつ存在してこれは連続写像である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$g$ の唯一性は $h$ の全射性より明らかである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$Z$ の開集合 $U$ に対して、$f^{-1}(U)$ は $f$ の連続性より開集合であることが言える。このとき $f^{-1}(U)=h^{-1}(g^{-1}(U))$ が成り立つが、$Y$ の位相の定め方より、$g^{-1}(U)$ は $Y$ の開集合である。よって $g$ は連続である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  6. 連続写像 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 6.1 (連続写像の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$, $Y$ について、連続写像 $f:X\to Y$ とは、写像 $f:X\to Y$であって、任意の $Y$ の開集合 $V$ について、$f^{-1}(V)$ が $X$ の開集合となるもののことである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
([[連続写像]]より引用)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 6.2 (連続写像の合成) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$, $Y$, $Z$ と連続写像 $f:X\to Y$, $g:Y\to Z$ について、(集合の写像としての)合成 $g\circ f:X\to Z$ は連続写像である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$Z$ の任意の開集合 $W$ について、$g^{-1}(W)$ は $Y$ の開集合である。このとき $(g\circ f)^{-1}(W)=f^{-1}(g^{-1}(W))$ は$X$ の開集合である。よって $g\circ f$ は連続写像である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 6.3 (恒等写像の連続性) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ について、恒等写像 $\mathrm{id}_X:X\to X$ は連続である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　集合 $U$ について、$\mathrm{id}_X^{-1}(U)=U$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 6.4 (同相写像の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間の連続写像 $f:X\to Y$ が同相写像であるとは、連続写像 $g:Y\to X$ であって $g\circ f=\mathrm{id}_X$ かつ $f\circ g=\mathrm{id}_Y$ なるものが存在することをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  注意 6.5 (同相写像と恒等写像との相異) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
同相写像 $f:X\to Y$ が存在したとき、「$X$ と $Y$ を同一視する」という表現を用いることがあるが、$X$ と $Y$ は一般に異なる対象であることに注意されたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 6.6 (開写像・閉写像の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間の連続写像 $f:X\to Y$ が開写像であるとは、$X$ の任意の開集合 $U$ について $f(U)$ が開集合となることをいう。また、$f$ が閉写像であるとは、$X$ の任意の閉集合 $F$ について $f(F)$ が閉集合となることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 6.7 (埋め込みの定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間の連続写像 $f:X\to Y$ が埋め込みであるとは、$f(X)\subset Y$ に部分位相を入れたものについて値域を $f(X)$ に制限した写像 $X\to f(X)$ が同相写像であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  7. 開基・基本近傍系 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 7.1 (開基の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $(X, \mathcal{O})$ とその開集合の族 $\mathcal{U}$ について、$\mathcal{U}$ が $X$ の開基（あるいは、$\mathcal{O}$ の開基）であるとは、任意の開集合 $V$ と $x\in V$ について、$x\in U \subset V$ を満たす $U\in \mathcal{U}$ が存在することをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 7.2 (基本近傍系の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ と点 $x\in X$ を含むような $X$ の開集合の族 $\mathcal{U}$ について、$\mathcal{U}$ が $X$ の点 $x$ についての基本近傍系であるとは、任意の開集合 $x\in V$ について、$x\in U \subset V$ を満たす $U\in \mathcal{U}$ が存在することをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 7.3 (有限交叉に閉じる部分集合族と位相) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
集合 $X$ と集合族 $\mathcal{A}\subset \mathcal{P}(X)$ について、$\mathcal{A}$ が以下の性質を満たすとする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $A,B\in \mathcal{A}$ ならば $A\cap B\in \mathcal{A}$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このとき、$\mathcal{A}$ を開基とする $X$ の位相が一意に存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　まず、命題のような位相が存在すれば一意的であることを示す。位相 $\mathcal{O}_1$, $\mathcal{O}_2$ がともに $\mathcal{A}$ を開基とする位相であったとしよう。$U\in\mathcal{O}_1$ とすると、$\mathcal{A}$ が $\mathcal{O}_1$ の開基であることから、各 $x\in U$ に対して $A_x\in\mathcal{A}$ で $x\in A_x\subset U$ となるものが選べる。すると、$U=\bigcup_{x\in U} A_x$ であるが、$\mathcal{A}$ は $\mathcal{O}_2$ の開基であるので、各 $x\in U$ に対して $A_x\in\mathcal{O}_2$ であり、よって $U\in\mathcal{O}_2$ である。したがって、$\mathcal{O}_1\subset\mathcal{O}_2$ である。同様に、$\mathcal{O}_2\subset\mathcal{O}_1$ であるので、$\mathcal{O}_1=\mathcal{O}_2$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
次に、命題のような位相が存在することを示す。$\mathcal{A}$ のいくつかの要素の和集合で表される集合全体の族を $\mathcal{O}$ とする。このとき、$\mathcal{O}$ が $X$ 上の位相の定義を満たすことを示そう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathcal{O}$ の要素の有限個の開集合の交叉が再び開集合となることを示せばよい(それ以外の公理については簡単に示される)。そのためには、$\mathcal{O}$ の二個の要素 $U$, $V$ に対して $U\cap V\in\mathcal{O}$ を示せば十分である。$U$, $V$ は、ある集合族 $\mathcal{B},\mathcal{C}\subset \mathcal{A}$ に対して、$U=\bigcup_{B\in \mathcal{B}} B$, $V=\bigcup_{C\in \mathcal{C}}C$ と表すことができる。すると、$U\cap V=\bigcup_{B\in \mathcal{B}, C\in \mathcal{C}} B\cap C$ が成り立つ。このとき仮定より $B\cap C\in \mathcal{A}$ であるため、 $U\cap V\in\mathcal{O}$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathcal{A}$ は位相 $\mathcal{O}$ の開基となる。実際、任意の $V\in\mathcal{O}$ は $\mathcal{A}$ の要素の和集合であるため、各 $x\in V$ について $A\in \mathcal{A}$ で $x\in A\subset V$ となるものが存在する。また、$\mathcal{O}$ の定め方より $\mathcal{A}$ の任意の要素は $\mathcal{O}$ に属する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  8. 和空間・積空間 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 8.1 (和空間の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間の族 $\{X_i | i\in \Lambda\}$ について、和空間 $\bigoplus_{i\in \Lambda} X_i$ とは、直和集合 $\coprod_{i\in \Lambda} X_i$ 上に以下で位相を定めたものをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $U\subset \coprod_{i\in \Lambda} X_i$ が開集合 $\Leftrightarrow$ 任意の $i\in \Lambda$ について $U\cap X_i$ は $X_i$ の開集合&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 8.2 (和空間の普遍性) ===&lt;br /&gt;
以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $a\in \Lambda$ について、自然な写像 $s_a: X_i\to \bigoplus_{i\in \Lambda} X_a$ は連続写像である&lt;br /&gt;
* 任意の連続写像の組 $f_i:X_i\to Y$ について、連続写像 $F: \bigoplus_{i\in \Lambda} X_i\to Y$ であって、$F\circ s_i=f_i$ が成り立つものがただひとつ存在する&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　位相の定め方により、明らかに $s_a$ は連続写像である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
連続写像の組 $f_i$ について、集合の写像 $F:\bigoplus_{i\in \Lambda} X_i\to Y$ であって、$F \circ s_i=f_i$ が成り立つものがただひとつ存在する。以下この写像 $F$ が連続であることを確かめる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$Y$ の開集合 $V$ について、すべての $i\in \Lambda$ について $f_i^{-1}(V)$ は $X_i$ の開集合である。$f_i^{-1}(V)=s_i^{-1}(F^{-1}(V))$ であるため、位相の定め方により、$F^{-1}(V)$ は $\bigoplus_{i\in \Lambda} X_i$ の開集合である。よって $F$ は連続である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 8.3 (積空間の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間の族 $\{X_i | i\in \Lambda\}$ について、積空間 $\prod_{i\in \Lambda} X_i$ とは、直積集合 $\prod_{i\in \Lambda} X_i$ 上に以下で位相を定めたものをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* 添字集合 $\Lambda$ の有限部分集合 $\Lambda'$ と $j\in \Lambda'$ ごとに定めた $X_j$ の開集合 $U_j$ について、$\prod_{j\in \Lambda'}U_j \times \prod_{i\in \Lambda-\Lambda'} X_i$ として表すことのできる $\prod_{i\in \Lambda} X_i$ の部分集合の族を $\mathcal{A}$ とおく。ここで $\mathcal{A}$ は有限交叉を取る操作について閉じているため、$\mathcal{A}$ を開基に持つ位相がただひとつ存在する。この位相を集合$\prod_{i\in \Lambda} X_i$ に入れる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathcal{A}$ に含まれる開集合のことを、命題 8.4 において基本開集合と呼ぶ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 8.4 (積空間の普遍性) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $a\in \Lambda$ について、自然な写像 $p_a:\prod_{i\in \Lambda} X_i\to X_a$ は連続写像である&lt;br /&gt;
* 任意の連続写像の組 $f_i:Y\to X_i$ について、連続写像 $F: Y\to \prod_{i\in \Lambda}X_i$ であって、$p_i\circ F=f_i$ が成り立つものがただひとつ存在する&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$a\in \Lambda$ と $X_a$ の開集合 $U_a$ について、$p_a^{-1}(U_a)=U_a\times \prod_{i\in \Lambda-\{a\}} X_i$ が成り立つ。位相の定め方より、これは $\prod_{i\in \Lambda}$ の開集合であるため、$p_a$ は連続である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
連続写像の組 $f_i$ について、集合の写像 $F: Y\to \prod_{i\in \Lambda}X_i$ であって、$p_i\circ F=f_i$ が成り立つものがただひとつ存在する。以下この写像 $F$ が連続であることを確かめる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\prod_{i\in \Lambda} X_i$ の開集合は、基本開集合の合併である。基本開集合の $F$ による逆像が開集合であれば、$F$ は連続であることが示される。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
基本開集合 $V=\prod_{j\in \Lambda'}U_j\times \prod_{i\in \Lambda-\Lambda'} X_i$ について、$F^{-1}(V)=\bigcap_{j\in \Lambda'}f_j^{-1}(U_j)$ が成り立つ。よって $F^{-1}(V)$ は開集合である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  9. 分離公理 ==&lt;br /&gt;
[[分離公理]]を参照されたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 9.1 ($T_0$ 性の定義) ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ が $T_0$ であるとは、任意の異なる二点 $x,y \in X$ について、ある開集合 $U$ が存在して、「$x \in U$ かつ $y \notin U$」または「$y \in U$ かつ $x \notin U$」が成り立つようにできることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 9.2 ($T_1$ 性の定義) ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ が $T_1$ であるとは、任意の異なる二点 $x,y \in X$ について、ある開集合 $U$ が存在して、$x \in U$ かつ $y \notin U$ とできることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 9.3 ($T_2$ 性の定義) ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ が $T_2$ であるとは、任意の異なる二点 $x,y \in X$ について、ある開集合 $U,V$ が存在して、$x \in U$ かつ $y \in V$ かつ $U\cap V=\emptyset$ とできることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$T_2$ 空間のことを、ハウスドルフ空間ともいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 9.4 ($T_3$ 性の定義) ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ が $T_3$ であるとは、任意の点 $x \in X$ と閉集合 $x \notin F \subset X$ について、ある開集合 $U,V$ が存在して、$x \in U$ かつ $F \subset V$ かつ $U\cap V=\emptyset$ とできることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 9.5 (正則性の定義) ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ が正則であるとは、$T_1$ かつ $T_3$ であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 9.6 ($T_4$ 性の定義) ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ が $T_4$ であるとは、任意の閉集合 $F,G \subset X$ であって $F\cap G=\emptyset$ であるものについて、ある開集合 $U,V$ が存在して、$F \subset U$ かつ $G \subset V$ かつ $U\cap V=\emptyset$ とできることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 9.7 (正規性の定義) ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ が正規であるとは、$T_1$ かつ $T_4$ であることをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  命題 9.8 (分離公理の強弱) ===&lt;br /&gt;
「正規 $\Rightarrow$ 正則 $\Rightarrow$ $T_2$ $\Rightarrow$ $T_1$ $\Rightarrow$ $T_0$」が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　定義より、「$T_2$ $\Rightarrow$ $T_1$ $\Rightarrow$ $T_0$」 が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
次に、「正規 $\Rightarrow$ $T_2$」を示す。そのために以下の補題を示す。&lt;br /&gt;
* $X$ が $T_1$ 空間であるためには、任意の $x\in X$ に対して $\{x\}$ が閉集合であることが必要十分である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
補題の証明：まず、必要性を示す。$X$ を $T_1$ 空間とし、$x\in X$ とする。各 $y\in X-\{x\}$ に対して、$y\in U_y$ かつ $x\notin U_y$ を満たすような開集合 $U_y$ が選べる。すると $\bigcup_{y\in X-\{x\}} U_y=X-\{x\}$ であるから、$X-\{x\}$ は開集合の和集合として表され、よって $X-\{x\}$ は開集合となるから $\{x\}$ は閉集合である。次に、十分性を示す。任意の $x\in X$ に対して $\{x\}$ が閉集合であるとする。$x, y\in X$ を異なる点とすると、$\{y\}$ は閉集合であるから、$U=X-\{y\}$ は開集合であり、$x\in U$ および $y\notin U$ を満たす。よって、$X$ は $T_1$ 空間である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以下、「正則 $\Rightarrow$ $T_2$」を示す。$X$ を 正則空間とする。異なる点 $x,y\in X$ に対して、$\{y\}$ は閉集合であるため、$X$ の $T_3$ 性より、$U\cap V=\emptyset$ なる開集合であって $x\in U$ かつ $y\in V$ が成り立つものが取れる。よって $X$ は $T_2$ 空間である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
「正規 $\Rightarrow$ 正則」を示す。正則空間は $T_1$ 空間であるので、一点集合は閉集合である。したがって、正規性は正則性を導く。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  10. コンパクト空間 ==&lt;br /&gt;
[[コンパクト空間]]を参照されたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 10.1 (開被覆の定義) ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ の開集合からなる族 $\mathcal{U}=\{U_i\,|\,i\in I\}$ が開被覆であるとは、$\mathcal{U}$ の要素すべての和集合が $X$ に一致することをいう。&lt;br /&gt;
すなわち、$X=\bigcup_{i\in I} U_i$ が成り立つことをいう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  定義 10.2 (コンパクト空間の定義) ===&lt;br /&gt;
位相空間 $X$ がコンパクトであるとは、以下の性質を満たすことを指していう。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* $X$ の任意の[[開被覆]] $\mathcal{U}$ について、$\mathcal{U}$ の有限部分集合 $\mathcal{V}$ が存在して、$\mathcal{V}$ が $X$ の開被覆となる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  A1. 位相空間論に関する事項についてのページ一覧 ==&lt;br /&gt;
[[位相空間論に関する事項]]を参照されたい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  関連項目 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[ネットによる位相空間論]]においては、[[ネット]]を基本的な概念とする立場のもと位相空間論の基礎的事項について解説をしている。こちらも参考にされたい。[[フィルターによる位相空間論]]は[[ネットによる位相空間論]]の翻訳記事である。どちらの定式化も(ほぼ)等価なものであるが、ネットの概念はしばしば解析学において用いられるのに対し、フィルターの概念はしばしば集合論や代数学において登場する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[コンパクト性とその周辺]]においては、コンパクト空間に関するいくつかのトピックについて取り扱っている。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  参考文献 ==&lt;br /&gt;
* Ryszard Engelking, &amp;quot;General Topology&amp;quot;, 1989&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==  外部リンク ==&lt;br /&gt;
* [[nlab &amp;quot;Introduction to Topology&amp;quot;:https://ncatlab.org/nlab/show/Introduction+to+Topology]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%9F%E7%BF%92%E3%80%8C%E7%B7%9A%E5%BD%A2%E7%A9%BA%E9%96%93%E8%AB%96%E3%80%8D&amp;diff=2226</id>
		<title>速習「線形空間論」</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%9F%E7%BF%92%E3%80%8C%E7%B7%9A%E5%BD%A2%E7%A9%BA%E9%96%93%E8%AB%96%E3%80%8D&amp;diff=2226"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:24Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 速習「線形空間論」 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
＜＜現在工事中＞＞&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
本稿においては関数解析やベクトル解析のために最低限必要と思われる線形空間論について述べる。以下の議論において体 $\mathbb{F}$ としては基本的に $\mathbb{R}$ か $\mathbb{C}$ が念頭にある。また、$\mathbb{N}=\{1,2,3,\ldots\}$ とする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 1. 線形空間、多元環、*-環、行列化 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義1.1（線形空間） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathbb{F}$ を体とする。空でない集合 $V$ に加法とスカラー倍と呼ばれる演算&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*''加法''　$V\times V\ni (u,v)\mapsto u+v\in V$,&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*''スカラー倍''　$\mathbb{F}\times V\ni (\alpha, v)\mapsto \alpha v\in V$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
が定義されており、加法に関して加法群をなし、&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　任意の $v\in V$ に対し $1v=v$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　任意の $\alpha,\beta\in\mathbb{F}$ と任意の $v\in V$ に対し $(\alpha\beta)v=\alpha(\beta v)$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(3)$　任意の$\alpha,\beta\in \mathbb{F}$ と任意の $v\in V$ に対し $(\alpha+\beta)v=\alpha v+\beta v$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(4)$　任意の $\alpha\in \mathbb{F}$ と任意の $u,v\in V$ に対し $\alpha(u+v)=\alpha u+\alpha v$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
が成り立つとする。このとき $V$ を $\mathbb{F}$ 上の線形空間と言う。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題1.2 ===&lt;br /&gt;
$V$ を 体 $\mathbb{F}$ 上の線型空間とする。 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　任意の $v\in V$ に対し $0v=0$であり、任意の $\alpha\in \mathbb{F}$ に対し $\alpha 0=0$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　$\alpha\in \mathbb{F}$、$v\in V$ が $\alpha v=0$ を満たすならば $\alpha=0$ か $v=0$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　$v=(1+0)v=v+0v$ より $0v=0$ である。$\alpha 0=\alpha(0+0)=\alpha 0+\alpha 0$ より $\alpha 0=0$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　$\alpha\neq0$ ならば $0=\alpha^{-1}0=\alpha^{-1}(\alpha v)=(\alpha^{-1}\alpha )v=1v=v$ である。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 例1.3　 ===&lt;br /&gt;
ユークリッド空間 $\mathbb{R}^n$ は $\mathbb{R}$ 上の線形空間、ユニタリ空間 $\mathbb{C}^n$ は $\mathbb{C}$ 上の線形空間である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義1.4（多元環） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。$V$ に加法とスカラー倍に加えて、&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*''乗法''　$V\times V\ni (u,v)\mapsto uv\in V$ &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
が定義されており、加法と乗法に関して環をなし、&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\alpha(uv)=(\alpha u)v=u(\alpha v)\quad(\forall \alpha\in \mathbb{F},\forall u,v\in V)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
が成り立つとき  $V$ を $\mathbb{F}$ 上の多元環と言う。   &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義1.5（*-環） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathbb{F}$ を $\mathbb{R}$ か $\mathbb{C}$ とし、$V$ を $\mathbb{F}$ 上の多元環とする。$V$ に加法、スカラー倍、乗法に加えて対合と呼ばれる演算 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*''対合''　$V\ni v\mapsto v^*\in V$ &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
が定義されており、   &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　任意の$u,v\in V$ に対し $(u+v)^*=u^*+v^*$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　任意の$\alpha\in \mathbb{F}$、$v\in V$ に対し $(\alpha v)^*=\overline{\alpha}v^*$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(3)$　任意の $u,v\in V$ に対し $(uv)^*=v^*u^*$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(4)$　任意の$v\in V$ に対し $v^{**}=v$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
が成り立つとき $V$ を $\mathbb{F}$ 上の*-環と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義1.6（各点ごとの演算） ===&lt;br /&gt;
$J$ を空でない集合とし、各 $j\in J$ に対し $\mathbb{F}$ 上の線形空間（多元環、   *-環）$V_j$ が与えられているとする。このとき直積 $\prod_{j\in J}V_j$ は各成分ごとの演算&lt;br /&gt;
*''加法''　$(u_j)_{j\in J}+(v_j)_{j\in J}=(u_j+v_j)_{j\in J}$.&lt;br /&gt;
*''スカラー倍''　$\alpha (v_j)_{j\in J}=(\alpha v_j)_{j\in J}$.&lt;br /&gt;
*''乗法''　$(u_j)_{j\in J}(v_j)_{j\in J}=(u_jv_j)_{j\in J}$.（各 $V_j$ が多元環である場合。）.&lt;br /&gt;
*''対合''　$(v_j)_{j\in J}^*=(v_j^*)_{j\in J}$.（$\mathbb{F}$ が $\mathbb{R}$ か $\mathbb{C}$ で各 $V_j$ が $\mathbb{F}$ 上の *-環である場合。）&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
により $\mathbb{F}$ 上の線形空間（多元環、*-環）である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義1.7（行列化） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。$m,n\in\mathbb{N}$ に対し $V$ の元を成分とする $m\times n$ 行列全体 $\mathbb{M}_{m\times n}(V)$ は各成分ごとの演算により $\mathbb{F}$ 上の線形空間である.  ~&lt;br /&gt;
$V$ を $\mathbb{F}$ 上の多元環とする。$\ell,m,n\in \mathbb{N}$ とし、任意の $u=(u_{i,j})_{i,j}\in \mathbb{M}_{\ell\times m}(V)$ と $v=(v_{i,j})_{i,j}\in \mathbb{M}_{m\times n}(V)$ に対し、 $u,v$ の積&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
uv:=\left(\sum_{k=1}^{m}u_{i,k}v_{k,j}\right)_{i,j}\in \mathbb{M}_{\ell\times n}(V)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を定義する。このとき任意の $\alpha\in \mathbb{F}$、$u,u_1,u_2\in \mathbb{M}_{\ell\times m}(V)$、$v,v_1,v_2\in \mathbb{M}_{m\times n}(V)$ に対し、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\alpha(uv)=(\alpha u)v=u(\alpha v),\quad &lt;br /&gt;
u(v+w)=uv+uw,\quad (u+v)w=uw+vw&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。よって特に任意の $n\in \mathbb{N}$ に対し、$V$ の元を成分とする $n\times n$ 行列全体 $\mathbb{M}_{n\times n}(V)$ は、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathbb{M}_{n\times n}(V)\times \mathbb{M}_{n\times n}(V)\ni (u,v)\mapsto uv\in \mathbb{M}_{n\times n}(V)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を乗法として多元環をなす。もし $V$ が単位元 $1$ を持つならば、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\delta_{i,j}:=\left\{\begin{array}{ll}1&amp;amp;(i=j)\\0&amp;amp;(i\neq j)\end{array}\right.\quad(i,j\in \{1,\ldots,N\})&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
に対し $(\delta_{i,j})_{i,j}$ は$\mathbb{M}_{n\times n}(V)$の単位元である。$\mathbb{F}$ を $\mathbb{R}$ または $\mathbb{C}$ とし、$V$ を $\mathbb{F}$ 上の *-環とする。$m,n\in \mathbb{N}$ とし、任意の $v=(v_{i,j})_{i,j}\in\mathbb{M}_{m\times n}(V)$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
v^*:=(v_{j,i}^*)_{i,j}\in \mathbb{M}_{n\times m}(V)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を定義する。このとき $V$ の元を成分とする行列 $u,v$ と $\alpha\in\mathbb{F}$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(\alpha v)^*=\overline{\alpha}v^*,\quad (uv)^*=v^*u^*,\quad (u+v)^*=u^*+v^*,\quad v^{**}=v&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。よって特に任意の $n\in \mathbb{N}$ に対し $V$ の元を成分とする $n\times n$ 行列全体 $\mathbb{M}_{n\times n}(V)$ は、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathbb{M}_{n\times n}(V)\ni v\mapsto v^*\in \mathbb{M}_{n\times n}(V)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を対合として*-環をなす。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 例1.8 ===&lt;br /&gt;
$\mathbb{F}$ を $\mathbb{R}$ か $\mathbb{C}$ とすると、&lt;br /&gt;
$\mathbb{M}_{n\times n}(\mathbb{F})$ は $\mathbb{F}$ 上の単位的 *-環である。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 2. 部分空間、イデアル ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義2.1（部分空間、部分多元環、部分*-環） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を線形空間（resp.  多元環、*-環）とする。空でない $M\subset V$ が $V$ の演算で閉じているとき $M$ を $V$ の（線形）部分空間（resp.  部分多元環、部分 *-環）と言う。このとき $M$ 自体、$V$ の演算を受け継いで $\mathbb{F}$ 上の線形空間（resp.  多元環、*-環）である。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義2.2（イデアル、*-イデアル） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$を多元環（resp. *-環）とする。空でない $I\subset V$  が $V$ の演算で閉じており、さらに任意の $v\in V$ と $u\in I$ に対し $uv, vu\in I$ が成り立つとき $I$ を $V$ のイデアル（resp. *-イデアル）と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 3. 線形写像、準同型写像、$\mathbb{L}(V,W)$、$\mathbb{L}(V)$ ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義3.1（線形写像、多元環準同型写像、*-環準同型写像） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V,W$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。写像 $T:V\rightarrow W$ が線形写像であるとは、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T(v_1+v_2)=Tv_1+Tv_2,\quad T(\alpha v)=\alpha Tv\quad(\forall v,v_1,v_2\in V,\forall \alpha\in \mathbb{F})&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つこと（つまり加法とスカラー倍を保存すること）を言う。~&lt;br /&gt;
$V,W$ を多元環とする。写像 $T:V\rightarrow W$ が多元環準同型写像であるとは線形写像であって、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T(v_1v_2)=Tv_1Tv_2\quad(\forall v_1,v_2\in V)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つこと（つまり乗法を保存すること）を言う。~&lt;br /&gt;
$V,W$ を *-環とする。写像 $T:V\rightarrow W$ が *-環準同型写像であるとは多元環準同型写像であって、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
Tv^*=(Tv)^*\quad(\forall v\in V)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つこと（つまり対合を保存すること）を言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義3.2（準同型写像、同型写像） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
一般に同じ代数構造（群、環、体、線形空間、多元環、*-環など）を持つ空間 $V,W$ に対し、写像 $T:V\rightarrow W$ がその演算を保存する場合、$T$ を準同型写像と言う。準同型写像 $T:V\rightarrow W$ が全単射である場合、$T$ を同型写像と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
線形写像は線形空間の準同型写像である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義3.3（線形写像の核と値域） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V,W$ を $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$T:V\rightarrow W$ を線形写像とする。&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{Ker}(T):=\{v\in V:Tv=0\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とおき、これを $T$ の核と言う。また $T$ の値域は、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{Ran}(T)=T(V)=\{Tv:v\in V\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
と表すことがある（${\rm Im}(T)$ と表すこともある）。$\text{Ker}(T)$ は $V$ の部分空間、$\text{Ran}(T)$ は $W$ の部分空間である。$V,W$ を多元環（resp. *-環）とし、$T:V\rightarrow W$ を多元環準同型写像（resp. *-環準同型写像）とすると、$\text{Ker}(T)$ は $V$ のイデアル（resp. *-イデアル）であり、$\text{Ran}(T)$ は $W$ の部分多元環（resp. 部分 *-環）である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 注意3.4（線形写像の核と単射性） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
線形写像 $T:V\rightarrow W$ に対し、$T$ が単射であることと $\text{Ker}(T)=\{0\}$ であることは同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義3.5（線形写像全体のなす線形空間 $\mathbb{L}(V,W)$ と多元環 $\mathbb{L}(V)$） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V,W$ を $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。$V\rightarrow W$ の線形写像全体を $\mathbb{L}(V,W)$ と表す。$\mathbb{L}(V,W)$ は各点ごとの演算で $\mathbb{F}$ 上の線形空間をなす。$U,V,W$ を $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$T\in \mathbb{L}(U,V)$、$S\in \mathbb{L}(V,W)$ とする。このとき合成写像 $S\circ T$ は $\mathbb{L}(U,W)$ に属する。線形写像の合成 $S\circ T$ は通常、$ST$ と表す。 $\mathbb{L}(V):=\mathbb{L}(V,V)$ と表す。 $\mathbb{L}(V)$ は、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathbb{L}(V)\times \mathbb{L}(V)\ni (S,T)\mapsto ST\in \mathbb{L}(V)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を乗法、恒等写像を単位元として単位的多元環をなす。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 3. 同値関係、商空間 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義3.1（同値関係,  商集合,   商写像） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
集合 $X$ の二項関係 $\sim$ が $X$ の同値関係であるとは次が成り立つことを言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*''反射律''　任意の $x\in X$ に対し $x\sim x$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*''対称律''　$x\sim y$ なる任意の $x,y\in X$ に対し $y\sim x$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*''推移律''　$x\sim y$ かつ $y\sim z$ なる任意の $x,y,z\in X$ に対し $x\sim z$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このとき任意の $x\in X$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
[x]:=\{y\in X:y\sim x\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を $x$ の同値類と言う。 任意の $x,y\in X$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
[x]\cap [y]\neq \emptyset\quad\iff\quad x\sim y\quad \iff\quad &lt;br /&gt;
[x]=[y]&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。$\sim$ に関する同値類全体からなる集合を、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
X/\sim:=\{[x]:x\in X\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
と表す。これを同値関係 $\sim$ による商集合と言う。$X$ から商集合への全射&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
X\ni x\mapsto [x]\in X/\sim&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を商写像と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義3.2（商線形空間） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線型空間、$M\subset V$ を部分空間とする。任意の $u,v\in V$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
u\sim v\quad \iff \quad u-v\in M&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
と定義すると、$\sim$ は $V$ の同値関係である。この同値関係による商集合を、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V/M:=V/\sim=\{[v]:v\in V\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
と表す。$V/M$ は、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
[u]+[v]:=[u+v],\quad \alpha[v]:=[\alpha v]\quad(\forall [u],[v]\in V/M, \forall \alpha\in \mathbb{F})&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を加法とスカラー倍として線形空間なす。この線形空間 $V/M$ を $M$ を法とする $V$ の商線形空間と言う。 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義3.3（商多元環、商 *-環） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を多元環、$I\subset V$ をイデアルとする。商線形空間 $V/I=\{[v]:v\in V\}$ に、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
[u][v]:=[uv]\quad(\forall [u],[v]\in V/I)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
として乗法を定義すれば(($[u_1]=[u_2]$,  $[v_1]=[v_2]$ ならば $u_1v_1-u_2v_2=u_1(v_1-v_2)+(u_1-u_2)v_2\in I$ であるから $[u_1v_1]=[u_2v_2]$ である。)) $V/I$ は多元環をなす。この多元環 $V/I$ を $I$ を法とする $V$ の商多元環と言う。また $V$ が *-環で $I$ が *-イデアルならば商多元環 $V/I$ に、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
[v]^*:=[v^*]\quad(\forall [v]\in V/I)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
として対合を定義すれば $V/I$ は *-環をなす。この *-環 $V/I$ を $I$ を法とする $V$ の商 *-環と言う。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 注意3.4（商写像は全射準同型写像） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
商線形空間 $V/M$ に対し商写像 $V\ni v\mapsto [v]\in V/M$ は全射線形写像である。また商多元環（resp.  *-環）$V/I$ に対し商写像 $V\ni v\mapsto [v]\in V/I$ は全射多元環準同型写像（resp.  全射 *-環準同型写像）である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 4. 線形独立性、線形空間の次元 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義4.1（線形包、線形結合） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。空でない $D\subset V$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{span}(D):=\left\{\sum_{j=1}^{n}\alpha_jv_j: n\in \mathbb{N},text{ }\alpha_1,\ldots,\alpha_n\in\mathbb{F},\text{ }v_1,\ldots,v_n\in D\right\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とおくと、$\text{span}(D)$ は $D$ を含む $V$ の 線形部分空間の中で最小のものである。$\text{span}(D)$ を $D$ の 線形包と言う。$v\in \text{span}(D)$ であることを $v$ は $D$ 元の線形結合であると言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義4.2（線形独立性） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。   &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　有限個の $v_1,\ldots,v_n\in V$ が線形独立であるとは、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathbb{F}^n\ni (\alpha_1,\ldots,\alpha_n)\mapsto \sum_{j=1}^{n}\alpha_jv_j\in V&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が単射であることを言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　空でない部分集合 $D\subset V$ が線形独立であることを、互いに異なる任意の有限個の $v_1,\ldots,v_n\in D$ に対し $v_1,\ldots,v_n$ が $(1)$ の意味で線形独立であることとして定義する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(3)$　空でない集合 $J$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(v_j)_{j\in J}:J\ni j\mapsto v_j\in V&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が線形独立であることを、互いに異なる有限個の $j_1,\ldots,j_n\in J$ に対し $v_{j_1},\ldots,v_{j_n}$ が $(1)$ の意味で線形独立であることとして定義する。 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題4.3 ===&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$D\subset V$ を $D\backslash \{0\}\neq\emptyset$ なるものとする。このとき線形独立な $D_0\subset D$ で、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{span}(D)=\text{span}(D_0)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を満たすものが存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$D\backslash \{0\}$ に含まれる線形独立な部分集合全体は集合の包含関係による順序によって帰納的順序集合である。よってZornの補題より極大なもの $D_0$ が取れる。もし  $v\in D\backslash \text{span}(D_0)$ が存在するならば、$D_0\cup\{v\}$ は線形独立であるので $D_0$ の極大性に反する。よって $D\subset \text{span}(D_0)$ なので $\text{span}(D)=\text{span}(D_0)$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題4.4 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$B,C\subset V$ を線形独立な部分集合とし $\text{span}(B)=\text{span}(C)$ が成り立つとする。このとき集合 $B,C$ の濃度は等しい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　$B$ が有限集合の場合。$B$ は $n$ 個の元からなるとして $B=\{b_1,\ldots,b_n\}$ とおく。 $C$ が $n+1$ 個の互いに異なる元 $c_1,\ldots,c_{n},c_{n+1}$ を持つと仮定する。このとき $b_1,\ldots,b_n$ の並び替え $b_{k(1)},\ldots,b_{k(n)}$ で、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\begin{aligned}&lt;br /&gt;
\text{span}(B)&amp;amp;=\text{span}\{b_{k(1)},\ldots,b_{k(n)}\}=\text{span}\{c_1,b_{k(2)},\ldots,b_{k(n)}\}\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;=\text{span}\{c_1,c_2,b_{k(3)},\ldots,b_{k(n)}\}=\ldots =\text{span}\{c_1,\ldots,c_n\}&lt;br /&gt;
\end{aligned}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
なるものが取れ、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
c_{n+1}\in \text{span}(C)=\text{span}(B)=\text{span}\{c_1,\ldots,c_n\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるので、 $c_1,\ldots,c_n,c_{n+1}$ の線形独立性に矛盾する。よって $C$ の元の個数は $B$ の元の個数以下である。全く対称的な議論により $B$ の元の個数は $C$ の元の個数以下である。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　$B$ が無限集合の場合。$(1)$ より $C$ も無限集合である。  &lt;br /&gt;
任意の $b\in B$ に対し $b\in \text{span}(C)$ より $b=\text{span}(C_b)$ なる有限集合 $C_b\subset C$ が取れる。$C$ の線形独立性より $C=\bigcup_{b\in B}C_b$ が分かる。よって $B\times \mathbb{N}$ から $C$ への全射が存在する。$B$ は無限集合であるので、$B$ から $B\times \mathbb{N}$ への全単射が存在するので $B$ から $C$ への全射が存在する。全く対称的な議論により $C$ から $B$ への全射も存在する。よってBernsteinの定理より $B,C$ の濃度は等しい。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義4.5（線形空間の次元、基底） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線型空間とする。$V$ の次元 $\text{dim}(V)\in \{0,1,2,\ldots\}\cup\{\infty\}$ を次のように定義する。  $V=\{0\}$ のとき $\text{dim}(V)=0$ とする。  $V\neq\{0\}$ のとき ''命題4.3''より線形独立な部分集合 $B\subset V$  で $V=\text{span}(B)$ なるものが取れる。このような $B$ を $V$ の基底と言う。''命題4.4''より $V$ の基底の濃度は一意的である。そこで $V$ の基底が $n\in\mathbb{N}$ 個の元からなるとき、$\text{dim}(V)=n$ と定義し、 基底が無限集合のとき $\text{dim}(V)=\infty$ と定義する。 $\text{dim}(V)&amp;lt;\infty$ のとき $V$ は有限次元であると言い、$\text{dim}(V)=\infty$ のとき $V$ は無限次元であると言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題4.6（基底の拡張） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$B_0\subset V$ を線形独立な部分集合とする。 このとき $V$ の基底で $B_0$ を含むものが存在する。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$B_0$ を含む線形独立な部分集合全体に集合の包含関係による順序を入れたものは帰納的順序集合であるので、Zornの補題より極大なもの $B$ が取れる。もし$v\in V\backslash \text{span}(B)$ が存在するならば $B\cup\{v\}$ は 線形独立なので $B$ の極大性に矛盾する。よって $V=\text{span}(B)$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題4.7 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、 $M\subset V$ を部分空間とする。このとき,&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{dim}(V)=\text{dim}(M)+\text{dim}(V/M)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$M$ の基底 $B_0$ を取り、 $B_0$ を含む $V$ の基底 $B$ を取る（''命題4.6''）。 このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
B\backslash B_0\ni b\mapsto [b]\in V/M&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
は単射であり、$\{[b]:b\in B\backslash B_0\}$ は $V/M$ の基底である。よって成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題4.8（次元定理） ===&lt;br /&gt;
$V,W$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$T:V\rightarrow W$ を線形写像とする。このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{dim}(V)=\text{dim}(\text{Ker}(T))+\text{dim}(\text{Ran}(T))&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V/\text{Ker}(T)\ni [v]\mapsto Tv\in \text{Ran}(T)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
は明らかに線形同型写像であるから、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{dim}(V/\text{Ker}(T))=\text{dim}(\text{Ran}(T))&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。よって''命題4.7''より、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{dim}(V)=\text{dim}(\text{Ker}(T))+\text{dim}(V/\text{Ker}(T))=\text{dim}(\text{Ker}(T))+\text{dim}(\text{Ran}(T))&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 5. 置換,   行列式,  行列表現 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.1（置換,   対称群） ===&lt;br /&gt;
$X$ を空でない集合とする。 $X$ から $X$ 自身へのの全単射を $X$ の置換と言う。$X$ の置換全体は写像の合成を乗法として群をなす。これを $X$ 上の対称群と言う。特に $n\in \mathbb{N}$ に対し $\{1,\ldots,n\}$ 上の対称群を $S_n$ と表し、$n$ 次の対称群と言う。$S_n$ の元を $n$ 次の置換と言う&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.2（置換の符号） ===&lt;br /&gt;
$n$ 次の置換 $\sigma\in S_n$ に対し、 &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\{(i,j): i&amp;lt;j,\text{ }\sigma(j)&amp;lt;\sigma(i)\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
の元の個数を $\sigma$ の反転数と言う。そして $\sigma$ の反転数 $k$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm sgn}(\sigma):=(-1)^k\in \{-1,1\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を $\sigma$ の符号と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題5.3（置換の符号の基本性質） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
任意の$\sigma,\tau\in S_n$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm sgn}(\sigma\tau)={\rm sgn}(\sigma){\rm sgn}(\tau)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$x_1&amp;lt;\ldots&amp;lt;x_n$ なる $x_1,\ldots,x_n\in \mathbb{R}$ を取り、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\Delta:=\prod_{1\leq i&amp;lt;j\leq n}(x_j-x_i)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とおく。そして任意の $\sigma\in S_n$ に対し、 &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sigma(\Delta):=\prod_{1\leq i&amp;lt;j\leq n}(x_{\sigma(j)}-x_{\sigma(i)})={\rm sgn}(\sigma)\Delta&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とおく。このとき任意の $\sigma,\tau\in S_n$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm sgn}(\sigma\tau)\Delta=&lt;br /&gt;
(\sigma\tau)(\Delta)=\prod_{1\leq i&amp;lt;j\leq n}(x_{\sigma\tau(j)}-x_{\sigma\tau(i)})&lt;br /&gt;
={\rm sgn}(\tau)\prod_{1\leq i&amp;lt;j\leq n}(x_{\sigma(j)}-x_{\sigma(i)})={\rm sgn}(\tau){\rm sgn}(\sigma)\Delta&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるから ${\rm sgn}(\sigma\tau)={\rm sgn}(\sigma){\rm sgn}(\tau)$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.4（行列式） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathbb{F}$ を体とする。&lt;br /&gt;
任意の $A=(a_{i,j})_{i,j}\in \mathbb{M}_{n\times n}(\mathbb{F})$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm det}(A):=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)a_{1,\sigma(1)}\ldots a_{n,\sigma(n)}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を $A$ の行列式と言う。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.5（多重線形写像） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V_1,\ldots,V_n,W$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。 写像 $T:V_1\times\ldots\times V_n\rightarrow W$ が各成分ごと線形写像であるとき、$T$ は多重線形写像であることを言う。 $n=2$ の場合の多重線形写像を双線形写像と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.6（多重線形写像の反対称性） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V,W$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間,  $T:V^n\rightarrow W$ を多重線形写像とする。   任意の$v_1,\ldots,v_n\in V$ と任意の $\sigma\in S_n$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T(v_{\sigma(1)},\ldots,v_{\sigma(n)})={\rm sgn}(\sigma)T(v_1,\ldots,v_n)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つとき $T$ は反対称であると言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.7（転置行列） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
行列 $A=(a_{i,j})_{i,j}\in \mathbb{M}_{m\times n}(\mathbb{F})$に対し $A^t:=(a_{j,i})_{i,j}\in \mathbb{M}_{n\times m}(\mathbb{F})$ を $A$ の転置行列と言う。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathbb{F}=\mathbb{R}$ の場合は $A^t=A^*$ （''定義1.7''を参照）である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.8（行列式の基本性質） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathbb{F}$ を体とする。行列式に関して次が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　任意の $A\in \mathbb{M}_{n\times n}(\mathbb{F})$ に対し ${\rm det}(A)={\rm det}(A^t)$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　$\mathbb{F}^n\times \ldots\times \mathbb{F}^n\ni (a_1,\ldots,a_n)\mapsto {\rm det}(a_1,\ldots,a_n)\in \mathbb{F}$ は反対称多重線形写像である。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(3)$　任意の $A,B\in \mathbb{M}_{n\times n}(\mathbb{F})$ に対し ${\rm det}(AB)={\rm det}(A){\rm det}(B)$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　${\rm sgn}(\sigma^{-1})={\rm sgn}(\sigma)$ であるので、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm det}(A)=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)a_{1,\sigma(1)}\ldots a_{n,\sigma(n)}=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma^{-1})a_{\sigma^{-1}(1),1}\ldots a_{\sigma^{-1}(n),n}={\rm det}(A^t)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　多重線形写像であることは明らかである。 &lt;br /&gt;
任意の $\sigma,\tau\in S_n$ に対し ${\rm sgn}(\sigma\tau^{-1})={\rm sgn}(\tau){\rm sgn}(\sigma)$ であるので、&lt;br /&gt;
$$ &lt;br /&gt;
\begin{aligned}&lt;br /&gt;
{\rm det}(a_{\tau(1)},\ldots,a_{\tau(n)})&lt;br /&gt;
&amp;amp;=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)a_{\sigma(1),\tau(1)}\ldots a_{\sigma(n),\tau(n)}\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;={\rm sgn}(\tau)\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma\tau^{-1})a_{\sigma\tau^{-1}(1),1}\ldots a_{\sigma\tau^{-1}(n),n} \\&lt;br /&gt;
&amp;amp;={\rm sgn}(\tau){\rm det}(a_1,\ldots,a_n)&lt;br /&gt;
\end{aligned}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。よって反対称である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(3)$　$(2)$ より $k_1,\ldots,k_n\in \{1,\ldots,n\}$ のうち互いに等しいものがある場合は、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)b_{k_1,\sigma(1)}\ldots b_{k_n,\sigma(n)}=0&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。よって、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\begin{aligned}&lt;br /&gt;
{\rm det}(AB)&amp;amp;=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)\sum_{k_1,\ldots,k_n=1}^{n}a_{1,k_1}\ldots a_{n,k_n}b_{k_1,\sigma(1)}\ldots b_{k_n,\sigma(n)}\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)\sum_{\tau\in S_n}a_{1,\tau(1)}\ldots a_{n,\tau(n)}b_{\tau(1),\sigma(1)}\ldots b_{\tau(n),\sigma(n)}\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;=\sum_{\tau\in S_n}{\rm sgn}(\tau)a_{1,\tau(1)}\ldots a_{n,\tau(n)}\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma\tau^{-1})b_{1,\sigma\tau^{-1}(1)}\ldots b_{n,\sigma\tau^{-1}(n)}\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;={\rm det}(A){\rm det}(B)&lt;br /&gt;
\end{aligned}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.9（余因子行列） ===&lt;br /&gt;
$\mathbb{F}$ を体とする。&lt;br /&gt;
$A\in \mathbb{M}_{n\times n}(\mathbb{F})$ の $i$ 行と $j$ 列を抜いた行列 $A_{i,j}\in \mathbb{M}_{n-1\times n-1}(\mathbb{F})$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
{\rm Cof}(A):=( (-1)^{i+j}{\rm det}(A_{j,i}) )_{i,j}\in \mathbb{M}_{n\times n}(\mathbb{F})&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を $A$ の余因子行列と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題5.10（余因子行列と逆行列） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$\mathbb{F}$ を体とする。&lt;br /&gt;
$A=(a_{i,j})_{i,j}\in \mathbb{M}_{n\times n}(\mathbb{F})$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
A{\rm Cof}(A)={\rm Cof}(A)A={\rm det}(A)1&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。よって特に ${\rm det}(A)\neq 0$ であることと $A\in \mathbb{M}_{n\times n}(\mathbb{F})$ が可逆であることは同値であり、${\rm det}(A)\neq0$ のとき $A$ の逆元は、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
A^{-1}=\frac{1}{{\rm det}(A)}{\rm Cof}(A)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
行列式の反対称性より $A{\rm Cof}(A)$ の $i$ 行 $j$ 列成分は、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{k=1}^{n}(-1)^{j+k}a_{i,k}{\rm det}(A_{j,k})=\delta_{i,j}{\rm det}(A)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であり、${\rm Cof}(A)A$ の $i$ 行 $j$ 列成分は、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{k=1}^{n}(-1)^{i+k}{\rm det}(A_{k,i})a_{k,j}=\delta_{i,j}{\rm det}(A)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.11（添字付けられた基底、順序付けられた基底） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を線形空間とする。空でない集合 $J$ に対し線型独立（''定義4.3''の$(3)$の意味）な&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(e_j)_{j\in J}:J\ni j\mapsto e_j\in V&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が $V$ の添字付けられた基底であるとは $V=\text{span}\{e_j\}_{j\in J}$ であることを言う。特に添字集合 $J$ が $\mathbb{N}$や、ある $n\in \mathbb{N}$ に対し $\{1,\ldots,n\}$ である場合は順序付けられた基底と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義5.12（行列表現） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V, W$ を体 $\mathbb{F}$ 上の有限次元線形空間とし、$(e_1,\ldots,e_n)$、  $(f_1,\ldots,f_m)$ をそれぞれ $V,W$ の順序付けられた基底とする。線型写像 $T:V\rightarrow W$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
Te_j=\sum_{i=1}^{m}T_{i,j}f_i\quad(j=1,\ldots,n)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
として定まる行列 $(T_{i,j})_{i,j}\in \mathbb{M}_{m\times n}(\mathbb{F})$ を $T$ の $(e_1,\ldots,e_n)$、$(f_1,\ldots,f_m)$ に関する行列表現と言う。任意の $v=\sum_{j=1}^{n}v_je_j\in V$に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
Tv=\sum_{j=1}^{n}v_jTe_j=\sum_{i=1}^{m}\left(\sum_{j=1}^{n}T_{i,j}v_j\right)f_i&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるから、成分の変換は行列の積による変換&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\mathbb{F}^n\ni (v_j)_{j}\mapsto (T_{i,j})_{i,j} (v_j)_{j}\in \mathbb{F}^m&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題5.13 ===&lt;br /&gt;
$U,V,W$ を体 $\mathbb{F}$ 上の有限次元線形空間とし、$(e_1,\ldots,e_{\ell})$、$(f_1,\ldots,f_m)$、$(g_1,\ldots,g_n)$ をそれぞれ $U,V,W$ の順序付けられた基底とする。線型写像 $T:U\rightarrow V$ と $S:V\rightarrow W$ に対し $T$ の $(e_1,\ldots,e_{\ell})$、$(f_1,\ldots,f_m)$ に関する行列表現を $\widehat{T}\in \mathbb{M}_{m\times \ell}(\mathbb{F})$、$S$ の $(f_1,\ldots,f_m)$、$(g_1,\ldots,g_n)$ に関する行列表現を $\widehat{S}\in \mathbb{M}_{n\times m}(\mathbb{F})$ とし、$ST$ の $(e_1,\ldots,e_{\ell})$、$(g_1,\ldots,g_n)$ に関する行列表現を $\widehat{ST}\in \mathbb{M}_{n\times \ell}(\mathbb{F})$ とする。このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\widehat{ST}=\widehat{S}\widehat{T}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
STe_j=\sum_{k=1}^{\ell}T_{k,j}Sf_k=\sum_{i=1}^{m}\left(\sum_{k=1}^{\ell}S_{i,k}T_{k,j}\right)g_i&lt;br /&gt;
=\sum_{i=1}^{m}(\widehat{S}\widehat{T})_{i,j}g_i&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であることによる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 6. 直和 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義6.1 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。部分空間 $M_1,\ldots,M_n\subset V$ に対し、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
M_1+\ldots+M_n:=\{v_1+\ldots+v_n: v_1\in M_1,\ldots,v_n\in M_n\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
なる部分空間を $M_1,\ldots,M_n$ の和と言う。全射線形写像&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
M_1\times\ldots\times M_n\ni (v_1,\ldots,v_n)\mapsto v_1+\ldots+v_n\in M_1+\ldots+M_n&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が単射（したがって線形同型写像）であるとき $M_1,\ldots,M_n$ の和は直和であると言い、このとき $M_1+\ldots+M_n$ を、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
M_1\oplus\ldots\oplus M_n&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
と表す。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題6.2（線形独立性と直和） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$B_1,\ldots,B_n\subset V$ をそれぞれ空でない集合とし、$B_1\cup\ldots \cup B_n$ は線形独立であるとする。このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\text{span}(B_1\cup\ldots\cup B_n)=\text{span}(B_1)\oplus \ldots\oplus\text{span}(B_n)&lt;br /&gt;
$$  &lt;br /&gt;
が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
自明である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 7. 線形空間の双対空間 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義7.1（双対空間、線形汎関数） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。$V^*:=\mathbb{L}(V,\mathbb{F})$ と表し、$V^*$ を線形空間 $V$ の双対空間、$V^*$ の元を $V$ 上の線形汎関数と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題7.2 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とし、$(e_j)_{j\in J}:J\ni j\mapsto e_j\in V$ が線形独立（''定義4.3''の$(3)$の意味）であるとする。このとき $(\varphi_j)_{j\in J}:J\ni j\mapsto \varphi_j\in V^*$ で、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\varphi_i(e_j)=\delta_{i,j}=\left\{\begin{array}{ll}1&amp;amp;(i=j)\\0&amp;amp;(i\neq j)\end{array}\right.\quad\quad(*)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を満たすものが存在する。そして $(\varphi_j)_{j\in J}$ は線形独立である。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
任意の $i\in J$ を取り固定する。''命題4.5''より $\{e_j\}_{j\in J}$ を含む $V$ の基底 $B$ を取ると、 &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V=\text{span}(B\backslash\{e_i\})\oplus \mathbb{F} e_i&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であり、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\varphi_i(v+\alpha e_i)=\alpha\quad(\forall v\in \text{span}(B\backslash\{e_i\}),\forall\alpha\in\mathbb{F})&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
として $\varphi_i\in V^*$ が定義できる。このとき任意の $j\in J\backslash\{i\}$ に対し $e_j\in B\backslash \{e_i\}$ であるから $\varphi_i(e_j)=0$ であり、  $\varphi_i(e_i)=1$ である。 こうして $(*)$ を満たす $(\varphi_j)_{j\in J}:J\ni j\mapsto \varphi_j\in V^*$ が定義できる。互いに異なる有限個の $j_1,\ldots,j_n\in J$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{k=1}^{n}\alpha_k\varphi_{j_k}=0&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
ならば任意の $l\in\{1,\ldots,n\}$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
0=\sum_{k=1}^{n}\alpha_k\varphi_{j_k}(e_{j_l})=\alpha_{j_l}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるから $\varphi_{j_1},\ldots,\varphi_{j_n}$ は線形独立である。よって $(\varphi_j)_{j\in J}$ は線形独立である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題7.3（有限次元線形空間の順序付けられた基底に対する双対基底） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の有限次元線形空間とし、$(e_1,\ldots,e_n)$ を $V$ の順序付けられた基底とする。このとき $V^*$ の順序付けられた基底 $(\varphi_1,\ldots,\varphi_n)$ で、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\varphi_i(e_j)=\delta_{i,j}\quad(\forall i,j\in \{1,\ldots,n\})\quad\quad(*)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を満たすものが唯一つ存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$(*)$ により線形独立な $\varphi_1,\ldots,\varphi_n\in V^*$ が定義される。任意の $v=\sum_{j=1}^{N}v_je_j\in V$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\varphi_j(v)=v_j\quad(j=1,\ldots,n)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるから、任意の $\psi\in V^*$ に対し、 &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\psi(v)=\sum_{j=1}^{n}v_j\psi(e_j)=\sum_{j=1}^{n}\psi(e_j)\varphi_j(v)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。よって、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\psi=\sum_{j=1}^{n}\psi(e_j)\varphi_j&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
なので、$(\varphi_1,\ldots,\varphi_n)$ は $V^*$ の順序付けられた基底である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''命題7.3''における $(\varphi_1,\ldots,\varphi_n)$ を $(e_1,\ldots,e_n)$ に対する双対基底と言う。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義7.4（線形空間の第二双対空間への自然な埋め込み） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$V^{**}$ を $V^*$ の双対空間（$V$の第二双対空間）とする。任意の $v\in V$ に対し、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\iota(v):V^*\ni \varphi\mapsto \varphi(v)\in \mathbb{F}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
として $\iota(v)\in V^{**}$ を定義することにより、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\iota: V\ni v\mapsto \iota(v)\in V^{**}\quad\quad(*)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
なる線形写像が定義できる。''命題7.2''より $(*)$ は単射である((実際、$v\neq0$ ならば''命題7.2''より $\varphi(v)=1$ を満たす $\varphi\in V^*$ が存在するので $\iota(v)\neq0$である。))。  $(*)$ を 線形空間 $V$ の第二双対空間 $V^{**}$ への自然な埋め込みと言う。以後、しばしば $v$ と $\iota(v)$ を同一視することで $V=\iota(V)\subset V^{**}$ とみなす。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 8. 線形空間のテンソル積、テンソル積の普遍性 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義8.1（線形空間のテンソル積）　 ===&lt;br /&gt;
$V_1,\ldots,V_n$ をそれぞれ体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。$\prod_{j=1}^{n}V_j^*\rightarrow \mathbb{F}$ の多重線形写像全体 $ML(\prod_{j=1}^{n}V_j^*,\mathbb{F})$ は各点ごとの演算により $\mathbb{F}$ 上の線形空間をなす。任意の $v_1\in V_1,\ldots, v_n\in V_n$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
v_1\otimes\ldots\otimes v_n:\prod_{j=1}^{n}V_j^*\ni (\varphi_1,\ldots,\varphi_n)\mapsto \varphi_1(v_1)\ldots\varphi_n(v_n)\in \mathbb{F}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
は $ML(\prod_{j=1}^{n}V_j^*,\mathbb{F})$ に属する。そこで $\mathbb{F}$ 上の線形空間&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V_1\otimes\ldots\otimes V_n:=\text{span}&lt;br /&gt;
\{v_1\otimes\ldots\otimes v_n: v_1\in V_1,\ldots,v_n\in V_n\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を定義する。これを $V_1,\ldots,V_n$ のテンソル積線形空間と呼ぶ。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V_1\times\ldots\times V_n\ni (v_1,\ldots,v_n)\mapsto v_1\otimes\ldots\otimes v_n\ni V_1\otimes\ldots\otimes V_n&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
は明らかに多重線形写像である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題8.2（有限次元線形空間のテンソル積） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V_1,\ldots,V_n$ が全て有限次元であるとすると、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V_1\otimes\ldots\otimes V_n=ML(\prod_{j=1}^{n}V_j^*,\text{ }\mathbb{F})&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
各$V_j$ の順序付けられた基底 $(e_{j,1},\ldots,e_{j,m(j)})$ を取り、その双対基底を $(\varphi_{j,1},\ldots,\varphi_{j,m(j)})$ とする。このとき任意の $\psi_j\in V_j^*$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\psi_j=\sum_{k=1}^{m(j)}\psi_j(e_{j,k})\varphi_{j,k}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ（''命題7.3''の証明を参照）。   よって任意の $T\in ML(\prod_{j=1}^{n}V_j^*,\text{ }\mathbb{F})$ と任意の $(\psi_1,\ldots,\psi_n)\in V_1^*\times\ldots\times V_n^*$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\begin{aligned}&lt;br /&gt;
T(\psi_1,\ldots,\psi_n)&amp;amp;=\sum_{k_1,\ldots,k_n}\psi_1(e_{1,k_1})\ldots\psi_N(e_{n,k_n})T(e_{1,k_1},\ldots,e_{n,k_n})\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;=\sum_{k_1,\ldots,k_n}T(e_{1,k_1},\ldots,e_{n,k_n})(e_{1,k_1}\otimes\ldots\otimes e_{n,k_n})(\psi_1,\ldots,\psi_n)&lt;br /&gt;
\end{aligned}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。ゆえに、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T=\sum_{k_1,\ldots,k_n}T(e_{1,k_1},\ldots,e_{n,k_n})(e_{1,k_1}\otimes\ldots\otimes e_{n,k_n})\in V_1\otimes\ldots\otimes V_n&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題8.3 ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V_1,\ldots,V_n$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とし、$J_k\ni j\mapsto e_{k,j}\in V_k$  $(k=1,\ldots,n)$ をそれぞれ線型独立とする。このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
J_1\times\ldots\times j_n\ni (j_1,\ldots,j_n)\mapsto e_{1,j_1}\otimes\ldots\otimes e_{n,j_n}\in V_1\otimes\ldots\otimes V_n\quad\quad(*)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
は線形独立（''定義4.2''の$(3)$の意味）である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''命題7.2''より各 $k$ について線形独立な $J_k\ni j\mapsto \varphi_{k,j}\in V_k^*$  で $\varphi_{k,j}(e_{k,i})=\delta_{i,j}$  $(\forall i,j\in J_k)$ を満たすものが取れる。このとき任意の $(i_1,\ldots,i_n)$,  $(j_1,\ldots,j_n)\in J_1\times\ldots\times J_n$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(e_{1,j_1}\otimes\ldots\otimes e_{n,j_n})(\varphi_{1,i_1},\ldots,\varphi_{n,i_n})=\delta_{(i_1,\ldots,i_n),(j_1,\ldots,j_n)}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。よって''命題7.2''の証明の後半より $(*)$ は線形独立である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定理8.4（テンソル積の普遍性） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V_1,\ldots,V_n,W$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とし、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\Phi: V_1\times\ldots\times V_n\rightarrow W&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を多重線形写像とする。このとき線形写像&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\Psi:V_1\otimes\ldots\otimes V_n\rightarrow W&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
で、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\Psi(v_1\otimes\ldots\otimes v_n)=\Phi(v_1,\ldots,v_n)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を満たすものが唯一つ存在する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
一意性は線形性より自明である。 存在を示す。 そのためには、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{a=1}^{p}v_{a,1}\otimes\ldots\otimes v_{a,n}=\sum_{b=1}^{q}u_{b,1}\otimes\ldots\otimes u_{b,n}\quad\quad(*)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるとして、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{a=1}^{p}\Psi(v_{a,1},\ldots,v_{a,n})=\sum_{b=1}^{q}\Psi(u_{b,1},\ldots,u_{b,n})\quad\quad(**)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つことを示せばよい。 各 $j\in \{1,\ldots,n\}$ に対し&lt;br /&gt;
$M_j:=\text{span}\{v_{1,j},\ldots,v_{p,j},u_{1,j},\ldots,u_{q,j}\}\subset V_j$ とおき  $M_j$ の基底を $e_{j,1},\ldots,e_{j,m(j)}$ とする。このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
v_{a,j}=\sum_{k=1}^{m(j)}v_{a,j}^ke_{j,k},\quad u_{b,j}=\sum_{k=1}^{m(j)}u_{b,j}^ke_{j,k}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
と表せるから、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\alpha_{k_1,\ldots,k_n}:=\sum_{a=1}^{p}v_{a,1}^{k_1}\ldots v_{a,n}^{k_n},&lt;br /&gt;
\quad&lt;br /&gt;
\beta_{k_1,\ldots,k_n}:=\sum_{b=1}^{q}u_{b,1}^{k_1}\ldots u_{b,n}^{k_n}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とおくと、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{a=1}^{p}v_{a,1}\otimes\ldots\otimes v_{a,n}&lt;br /&gt;
=\sum_{k_1,\ldots,k_n}\alpha_{k_1,\ldots,k_n}e_{1,k_1}\otimes\ldots\otimes e_{n,k_n},&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{b=1}^{q}u_{b,1}\otimes\ldots\otimes u_{b,n}&lt;br /&gt;
=\sum_{k_1,\ldots,k_n}\beta_{k_1,\ldots,k_n}e_{1,k_1}\otimes\ldots\otimes e_{n,k_n}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。よって $(*)$ と''命題8.3''より 各 $k_1,\ldots,k_n$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\alpha_{k_1,\ldots,k_n}=\beta_{k_1,\ldots,k_n}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。また、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{a=1}^{p}\Psi(v_{a,1},\ldots,v_{a,n})=\sum_{k_1,\ldots,k_n}\alpha_{k_1,\ldots,k_n}\Psi(e_{1,k_1},\ldots,e_{n,k_n}),&lt;br /&gt;
$$ &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\sum_{b=1}^{q}\Psi(u_{b,1},\ldots,u_{b,n})=\sum_{k_1,\ldots,k_n}\beta_{k_1,\ldots,k_n}\Psi(e_{1,k_1},\ldots,e_{n,k_n})&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるから $(**)$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義8.5（線形写像のテンソル積） ===&lt;br /&gt;
$V_1,\ldots,V_n$、$W_1,\ldots,W_n$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とし、$T_k\in \mathbb{L}(V_k,W_k)$  $(k=1,\ldots,n)$ とする。このとき、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V_1\times\ldots \times V_n\ni (v_1,\ldots,v_n)\mapsto T_1v_1\otimes\ldots\otimes T_nv_n\in W_1\otimes\ldots\otimes W_n&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
は多重線形写像であるから、''定理8.4''より線形写像&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T_1\otimes\ldots\otimes T_n: V_1\otimes\ldots\otimes V_n\ni v_1\otimes\ldots\otimes v_n\mapsto Tv_1\otimes\ldots\otimes v_n\in W_1\otimes\ldots\otimes W_n&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が定まる。これを $T_1,\ldots,T_n$ のテンソル積と言う。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義8.6（テンソル積線形空間のテンソル積） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V_1,\ldots,V_n$、$W_1,\ldots, W_m$ をそれぞれ体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V:=V_1\otimes\ldots\otimes V_n,\quad W:=W_1\otimes\ldots\otimes W_m&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
L:=V_1\otimes\ldots\otimes V_n\otimes W_1\otimes \ldots\otimes W_m&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とおくと、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V\times W\ni (v_1\otimes\ldots\otimes v_n, \text{ }w_1\otimes\ldots\otimes w_m)&lt;br /&gt;
\mapsto v_1\otimes\ldots\otimes v_n\otimes w_1\otimes\ldots\otimes w_m\in L&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
なる双線形写像が定義できる。よって''定理8.4''より全射線形写像&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
V\otimes W\ni (v_1\otimes\ldots\otimes v_n)\otimes (w_1\otimes\ldots\otimes w_m)&lt;br /&gt;
\mapsto v_1\otimes\ldots\otimes v_n\otimes w_1\otimes\ldots\otimes w_m\in L&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
ができる。この線形写像は''命題8.3''より線形同型写像である。そこで以後、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(v_1\otimes\ldots\otimes v_n)\otimes (w_1\otimes\ldots\otimes w_m)&lt;br /&gt;
=v_1\otimes\ldots\otimes v_n\otimes w_1\otimes\ldots\otimes w_m,&lt;br /&gt;
$$ &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(V_1\otimes\ldots\otimes V_n)\otimes (W_1\otimes \ldots\otimes W_m)=&lt;br /&gt;
V_1\otimes\ldots\otimes V_n\otimes W_1\otimes\ldots\otimes W_m&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
なる同一視をする。$3$ 個以上のテンソル積線形空間のテンソル積線形空間も同様にして $1$ 個のテンソル積線形空間と同一視する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== 9. 反対称テンソル積線形空間、外積 ==&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義9.1（置換作用素、反対称化作用素、反対称テンソル積線形空間） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$n\in\mathbb{N}$ とする。任意の $\sigma\in S_n$ に対し''定理8.4''より線形写像&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
P_{\sigma}:\bigotimes^NV\ni v_1\otimes\ldots\otimes v_n\mapsto v_{\sigma(1)}\otimes\ldots\otimes v_{\sigma(n)}\in \bigotimes^nV&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が定まる。$P_{\sigma}$ を $\sigma\in S_n$ による $\bigotimes^nV$ 上の置換作用素と言う。置換作用素は明らかに線形同型写像であり、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
P_{\sigma}P_{\tau}=P_{\tau\sigma},\quad P_{\sigma^{-1}}=P_{\sigma}^{-1}\quad(\forall \sigma,\tau\in S_N)\quad\quad(*)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を満たすので、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
A_n:=\frac{1}{n!}\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)P_{\sigma}\in \mathbb{L}(\bigotimes^nV)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とおくと、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
P_{\sigma}A_n=A_nP_{\sigma}={\rm sgn}(\sigma)A_n,\quad A_n^2=A_n\quad\quad(*)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。$A_n$ を $\bigotimes^nV$ 上の反対称化作用素と言い、  &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\bigwedge^nV:=A_n(\bigotimes^nV)\subset \bigotimes^nV&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を $V$ の $N$ 階反対称テンソル積線形空間と言う。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題9.2（反対称テンソル積線形空間の特徴付け） ===&lt;br /&gt;
$V$を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間,   $n\in\mathbb{N}$ とする。 $T\in \bigotimes^nV$ に対し次は互いに同値である。  &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(1)$　$T\in \bigwedge^nV$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(2)$　任意の $\sigma\in S_n$ に対し $P_{\sigma}(T)={\rm sgn}(\sigma)T$.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
*$(3)$　$V^*\times\ldots\times V^*\ni (\varphi_1,\ldots,\varphi_n)\mapsto T(\varphi_1,\ldots,\varphi_n)\in \mathbb{F}$ は反対称である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$(1)\Leftrightarrow(2)$ が成り立つことは''定義9.1''の $(*)$ による。 &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T=\sum_{k=1}^{m}v_{k,1}\otimes\ldots\otimes v_{k,n}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
とすると、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
P_{\sigma}(T)=\sum_{k=1}^{m}v_{k,\sigma(1)}\otimes\ldots\otimes v_{k,\sigma(n)}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるから、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\begin{aligned}&lt;br /&gt;
P_{\sigma}(T)(\varphi_1,\ldots,\varphi_n)&amp;amp;=\sum_{k=1}^{m}\varphi_1(v_{k,\sigma(1)})\ldots\varphi_n(v_{k,\sigma(n)})&lt;br /&gt;
=\sum_{k=1}^{m}v_{1}\otimes\ldots\otimes v_n(\varphi_{\sigma^{-1}(1)},\ldots,\varphi_{\sigma^{-1}(n)}\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;=T(\varphi_{\sigma^{-1}(1)},\ldots,\varphi_{\sigma^{-1}(n)})\quad(\forall \varphi_1,\ldots,\varphi_n\in V^*)&lt;br /&gt;
\end{aligned}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。これより $(2)\Leftrightarrow(3)$ が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 定義9.3（外積） ===&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間、$n_1,n_2\in\mathbb{N}$ とする。任意の$T_1\in \bigwedge^{n_1}V$、$T_2\in \bigwedge^{n_2}V$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T_1\wedge T_2:=\frac{(n_1+n_2)!}{n_1!n_2!}A_{n_1+n_2}(T_1\otimes T_2)\in \bigwedge^{n_1+n_2}V&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
を $T_1,T_2$ の外積と言う。$3$ 個以上の $n_1,\ldots,n_m\in \mathbb{N}$ と反対称テンソル $T_k\in \bigwedge^{N_k}V$ $(k=1,\ldots,m)$ に対し、 &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T_1\wedge \ldots\wedge T_m:=(T_1\wedge \ldots\wedge T_{m-1})\wedge T_m\in \bigwedge^{n_1+\ldots+n_m}V&lt;br /&gt;
$$ &lt;br /&gt;
と定義する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題9.4（外積の結合法則） ===&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。$T_k\in \bigwedge^{n_k}V$ $(k=1,\ldots,m)$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
(T_1\wedge T_2)\wedge T_3=T_1\wedge (T_2\wedge T_3)&lt;br /&gt;
=\frac{(n_1+n_2+n_3)!}{n_1!n_2!n_3!}A_{n_1+n_2+n_3}(T_1\otimes T_2\otimes T_3),\quad\quad(*)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
T_1\wedge \ldots\wedge T_m=\frac{(n_1+\ldots+n_m)!}{n_1!\ldots n_m!}A_{n_1+\ldots+n_m}(T_1\otimes\ldots\otimes T_m)\quad\quad(**)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
任意の $n,m\in \mathbb{N}$ と任意の $\sigma\in S_n,  \tau\in S_m$ に対し置換作用素と反対称化作用素の定義より、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
A_{n+m}(P_{\sigma}\otimes 1)={\rm sgn}(\sigma)A_{n+m},\quad\quad(***)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
A_{n+m}(1\otimes P_{\sigma})={\rm sgn}(\tau)A_{n+m}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。よって、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
A_{n_1+n_2+n_3}((T_1\wedge T_2)\otimes T_3)=A_{n_1+n_2+n_3}(T_1\otimes T_2\otimes T_3),&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
A_{n_1+n_2+n_3}(T_1\otimes(T_2\wedge T_3))=A_{n_1+n_2+n_3}(T_1\otimes T_2\otimes T_3)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であり、これより $(*)$ が成り立つ。$(**)$ は帰納法と $(***)$ より分かる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 注意9.5（ベクトルの外積） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
任意の $v_1,\ldots,v_n\in V=\bigotimes^1V$ に対し''命題9.4''より、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
v_1\wedge \ldots\wedge v_n=n!A_n(v_1\otimes\ldots\otimes v_n)=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)v_{\sigma(1)}\otimes\ldots\otimes v_{\sigma(n)}&lt;br /&gt;
\in \bigwedge^NV&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題9.6（外積の反対称性） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を体 $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。&lt;br /&gt;
任意の $v_1,\ldots,v_n\in V$ と $\sigma\in S_n$ に対し、 &lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
v_{\sigma(1)}\wedge \ldots\wedge v_{\sigma(n)}={\rm sgn}(\sigma)(v_1\wedge\ldots\wedge v_n)&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''命題9.4''と $A_NP_{\sigma}={\rm sgn}(\sigma)A_N$ より、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\begin{aligned}&lt;br /&gt;
&amp;amp;v_{\sigma(1)}\wedge \ldots\wedge v_{\sigma(n)}=&lt;br /&gt;
n!A_n(v_{\sigma(1)}\otimes\ldots\otimes v_{\sigma(n)})\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;=n!A_nP_{\sigma}(v_1\otimes\ldots\otimes v_n)&lt;br /&gt;
={\rm sgn}(\sigma)(v_1\wedge\ldots\wedge v_n).&lt;br /&gt;
\end{aligned}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== 命題9.7（外積と線形独立性） ===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$V$ を $\mathbb{F}$ 上の線形空間とする。&lt;br /&gt;
$v_1,\ldots,v_n\in V$ に対し $v_1\wedge\ldots\wedge v_n\neq0$ であることと $v_1,\ldots,v_n$ が線形独立であることは同値である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$v_1,\ldots,v_n$ が線形独立ではないならば、ある $j\in \{1,\ldots,n\}$ に対し、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
v_j\in \text{span}\{v_1,\ldots,v_{j-1},v_{j+1},\ldots,v_n\}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるから''命題9.6''より $v_1\wedge \ldots\wedge v_n=0$ である。   &lt;br /&gt;
$v_1,\ldots,v_n\in V$ が線形独立ならば''命題7.2''より $\varphi_1,\ldots,\varphi_n\in V^*$ で $\varphi_i(e_j)=\delta_{i,j}$ なるものが取れる。よって''注意9.5''より、&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
\begin{aligned}&lt;br /&gt;
&amp;amp;(v_1\wedge\ldots\wedge v_n)(\varphi_1,\ldots,\varphi_n)&lt;br /&gt;
=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)(v_{\sigma(1)}\otimes\ldots\otimes v_{\sigma(n)})(\varphi_1,\ldots,\varphi_n)\\&lt;br /&gt;
&amp;amp;=\sum_{\sigma\in S_n}{\rm sgn}(\sigma)\varphi_1(v_{\sigma(1)})\ldots\varphi_n(v_{\sigma(n)})={\rm det}(\delta_{i,j})_{i,j}=1&lt;br /&gt;
\end{aligned}&lt;br /&gt;
$$&lt;br /&gt;
であるから $v_1\wedge \ldots\wedge v_n\neq0$ である。&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Administrator</name></author>
	</entry>
	<entry>
		<id>https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%86%E6%95%B0%E5%AD%A6&amp;diff=2225</id>
		<title>逆数学</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://math.jp/w/index.php?title=%E9%80%86%E6%95%B0%E5%AD%A6&amp;diff=2225"/>
		<updated>2021-01-30T19:02:23Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Administrator: &amp;quot;Converted files imported from PukiWiki&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;hr /&gt;
&lt;div&gt;==  逆数学 ==&lt;br /&gt;
''逆数学'' (reverse mathematics) は数学の定理の強さ、すなわちその定理を証明するためにどのくらいの仮定、すなわち公理が必要なのか分析する分野である。逆数学の「逆」は定理と公理の同値性を示すために、「定理から公理を証明する」訳であるが、これが通常の数学での「公理から定理を証明する」の逆であることにちなむ。&lt;br /&gt;
==  二階算術 ==&lt;br /&gt;
通常の数学の定理の強さを分析するためには[[Zermelo–Fraenkelの集合論]]、$\mathsf{ZF},\mathsf{ZFC}$などは強すぎる。もちろん、「 $\mathsf{ZF}$ 上で[[Zornの補題]]と[[選択公理]]が同値」や 「$\mathsf{ZF}$ 上で[[Boole素イデアル定理]]と[[完全性定理]]の同値」、「$\mathsf{ZF}$ 上で $\mathbf{\Sigma}^1_1$ の決定性と任意の集合に対してそのシャープが存在することは同値」などの逆数学的な結果は多く知られているが、多くの定理は $\mathsf{ZF},\mathsf{ZFC}$ で証明可能であるが故に繊細な分析は難しい。よって $\mathsf{ZF}$ などと比べて遥かに弱い''[[二階算術]]'' (second order arithmetic) $\mathsf{Z}_2$ の部分体系のもとに分析する。このアプローチは以下のようなメリットがある。&lt;br /&gt;
* [[計算理論]]や[[計算可能解析学]]などの結果を応用しやすい。&lt;br /&gt;
* 算術のモデルを考えることで定理の分析を繊細に行うことができる((集合論的な強制法による推移モデルの構成は推移的であるが故にShoenfield–Lévyの結果 $\Sigma^1_2\cup\Pi^1_2$ に対して絶対的であることから独立性などを導くことができない。))。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
一方以下のようなデメリットもある。&lt;br /&gt;
* 二階算術では可算より大きい無限に対する表現能力が少ない。&lt;br /&gt;
* 繊細なGödel数化を必要とする場合がある。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
二階算術は(形式化の違いなどはあるが)Hilbertの数学の基礎づけにて現れたものであり、古典的な解析学が展開できることから古い文献などでは単に''解析'' (analysis) と言われることもある。後述する述べるビッグ・ファイブなどは(帰納法の制限がないなどの違いはあるが)Friedmanの1974年の講演がベースとなっている[H.Friedman75, H.Friedman76]。&lt;br /&gt;
逆数学、及び二階算術の歴史、形成については[Simpson09]や[Dean–Walsh16]などを参照せよ。&lt;br /&gt;
===  二階算術の定義 ===&lt;br /&gt;
二階算術はとても大雑把に言えば、自然数 $\mathbb{N}$ と、その部分集合について扱う理論である。よって自然数とその部分集合((ここでの自然数及び集合は $\mathsf{Z}_2$ に於ける対象としてのものであることに注意すべきである。))、一つずつに型を持つ一階述語論理で定式化される((二階述語論理にて定式化されることもあるが、Henkin意味論の上で同値である。))。以下自然数の変数を小文字で表し集合変数を大文字で表すとする。言語 $\mathscr{L}_{\mathsf{Z}_2}:=\{\overline{0},\overline{1},+,\mathrel{\cdot},&amp;lt;,=,\in \}$ とし、$\in$ は自然数と集合を一つずつ取る二項関係であり、$x\in X$ で $x$ は集合 $X$ に帰属することを表す。また集合同士の等号 $X=Y$ は $(\forall x)[x\in X\leftrightarrow x\in Y]$ の略記とする。二階算術 $\mathsf{Z}_2$ は以下の公理からなる。また $x\neq y,x\nless y,X\neq Y$ は $x=y,x&amp;lt;y,X=Y$ の否定とする。&lt;br /&gt;
====  定義（二階算術 $\mathsf{Z}_2$） ====&lt;br /&gt;
# 算術の公理&lt;br /&gt;
## $(\forall x)[x+\overline{1}\neq\overline{0}]$ 。 &lt;br /&gt;
## $(\forall x)(\forall y)[x+\overline{1}=y+\overline{1}\to x=y]$ 。&lt;br /&gt;
## $(\forall x)[x+\overline{0}=x]$ 。&lt;br /&gt;
## $(\forall x)(\forall y)[x+(y+\overline{1})=(x+y)+\overline{1}]$ 。&lt;br /&gt;
## $(\forall x)[x\mathrel{\cdot}\overline{0}=\overline{0}]$ 。&lt;br /&gt;
## $(\forall x)(\forall y)[x\mathrel{\cdot}&lt;br /&gt;
(y+\overline{1})=x\mathrel{\cdot}y+x]$ 。&lt;br /&gt;
## $(\forall x)[x\nless \overline{0}]$ 。&lt;br /&gt;
## $(\forall x)(\forall y)[x&amp;lt;y+\overline{1}\leftrightarrow x&amp;lt;y\lor x=y]$ 。&lt;br /&gt;
# ''数学的帰納法の公理図式'' (axiom schema of mathematical induction)&lt;br /&gt;
## $\varphi(\overline{0})\land(\forall x)[\varphi(x)\to\varphi(x+\overline{1})]\to\forall x\varphi(x)$ 。ここで $\varphi$ は $\mathsf{Z}_2$ の論理式とする。&lt;br /&gt;
# ''内包公理図式'' (axiom schema of comprehension)&lt;br /&gt;
## $(\exists X)(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow x\in X]$ 。ここで $\varphi$ は $\mathsf{Z}_2$ の変数 $X$ を含まない論理式とする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  二階算術の部分体系 ===&lt;br /&gt;
さて、この $\mathsf{Z}_2$ でも分析をするには強すぎるため、その部分体系を考える必要がある。以下では数学的帰納法と内包性の公理図式を制限する部分体系を考える。制限するためには論理式の階層、''[[算術的階層]]'' (arithmetical hierarchy) と''[[解析的階層]]'' (analytical hierarchy) を導入する。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  定義（算術的階層） ====&lt;br /&gt;
$\Delta^0_0$ を''有界論理式'' (bounded formula) 、すなわち $(\forall x&amp;lt;t)\varphi(x),(\exists x&amp;lt;t)\varphi(x)$ のような形の量化以外を含まないような論理式の集合とする。$\Sigma^0_n,\Pi^0_n$ を $n$ に関して帰納的に定義する。&lt;br /&gt;
# $\Sigma^0_0:=\Pi^0_0:=\Delta^0_0$ とする。&lt;br /&gt;
# $\Sigma^0_{n+1}$ を、$\Pi^0_n$-論理式 $\varphi$ に対して $\exists x\varphi(x)$ と表されるような論理式の集合とする。&lt;br /&gt;
# $\Pi^0_{n+1}$ を、$\Sigma^0_n$-論理式 $\varphi$ に対して $\forall x\varphi(x)$ と表されるような論理式の集合とする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
要するに $\Delta^0_0$-論理式を母式とした[[冠頭標準形]]を考えたとき、$\Sigma^0_n$-論理式は $\exists$ を先頭として量化子が $n$ 個交代して現れている論理式で、$\Pi^0_n$-論理式は $\exists$ を先頭として量化子が $n$ 個交代して現れている論理式である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
また、ある $n$ に対して $\Sigma^0_n\cup\Pi^0_n$ に含まれる論理式を''算術的'' (arithmetical, arithmetic) という。また二階の自由変数を含まない論理式に制限したものを $\Sigma^{0-}_n,\Pi^{0-}_n$ と表す。&lt;br /&gt;
====  定義（解析的階層） ====&lt;br /&gt;
算術的階層と同様に $n$ に関して帰納的に解析的階層 $\Sigma^1_n,\Pi^1_n$ を定義する。&lt;br /&gt;
# $\Sigma^1_0,\Delta^1_0,\Pi^1_0$ を算術的論理式の集合とする。&lt;br /&gt;
# $\Sigma^1_{n+1}$ を、$\Pi^1_n$-論理式 $\varphi$ に対して $\exists X\varphi(X)$ と表されるような論理式の集合とする。&lt;br /&gt;
# $\Pi^1_{n+1}$ を、$\Sigma^1_n$-論理式 $\varphi$ に対して $\forall X\varphi(X)$ と表されるような論理式の集合とする。また二階の自由変数を含まない論理式に制限したものを $\Sigma^{1-}_n,\Pi^{1-}_n$ と表す。&lt;br /&gt;
====  定義（数学的帰納法図式、内包性図式、分離性図式） ====&lt;br /&gt;
$\Gamma$ を論理式の集合とする。以下の公理図式を定義する。&lt;br /&gt;
* ''$\Gamma$-帰納法公理図式'' (axiom schema of $\Gamma$-induction) $(\Gamma\text{-}\mathsf{IND})$ &lt;br /&gt;
$$\varphi(\overline{0})\land(\forall x)[\varphi(x)\to\varphi(x+\overline{1})]\to\forall x\varphi(x).$$&lt;br /&gt;
ここで $\varphi\in\Gamma$ とする。&lt;br /&gt;
* ''$\Gamma$-内包公理図式'' (axiom schema of $\Gamma$-comprehension) $(\Gamma\text{-}\mathsf{CA})$ 。&lt;br /&gt;
$$(\exists X)(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow x\in X].$$&lt;br /&gt;
ここで $\varphi\in\Gamma$ で変数 $X$ を含まないとする。&lt;br /&gt;
* ''$\Delta^i_j$-内包公理図式'' (axiom schema of $\Delta^i_j$-comprehension)  $(\Delta^i_j\text{-}\mathsf{CA})$ 。&lt;br /&gt;
$$(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow\psi(x)]\to(\exists X)(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow x\in X].$$&lt;br /&gt;
ここで $\varphi\in\Sigma^i_j,\psi\in\Pi^i_j$ で変数 $X$ を含まないとする。&lt;br /&gt;
* ''$\Gamma$-分離公理図式'' (axiom schema of $\Gamma$-separation) $(\Gamma\text{-}\mathsf{SP})$ 。&lt;br /&gt;
$$(\forall x)[\varphi(x)\to\lnot\psi(x)]\to(\exists X)(\forall x)[(\varphi(x)\to x\in X)\land(x\in X\to\lnot\psi(x))].$$&lt;br /&gt;
ここで $\varphi,\psi\in\Gamma$ で変数 $X$ を含まないとする。&lt;br /&gt;
===  ビッグ・ファイブ ===&lt;br /&gt;
算術の公理に $(\Sigma^0_1\text{-}\mathsf{IND})$ を加えた体系を $\mathsf{I}\Sigma^0_1$ とする。このとき以下のように体系を定める。&lt;br /&gt;
# ''再帰的内包公理'' (recursive comprehension axiom) $$\mathsf{RCA}_0:=\mathsf{I}\Sigma^0_1+(\Delta^0_1\text{-}\mathsf{CA}).$$ &lt;br /&gt;
# ''弱Kőnigの補題'' (weak Kőnig lemma) &lt;br /&gt;
$$\mathsf{WKL}_0:=\mathsf{I}\Sigma^0_1+(\Sigma^0_1\text{-}\mathsf{SP}).$$ &lt;br /&gt;
# ''算術的内包公理'' (arithmetical comprehension axiom)&lt;br /&gt;
$$\mathsf{ACA}_0:=\mathsf{I}\Sigma^0_1+(\Sigma^0_1\text{-}\mathsf{CA}).$$ &lt;br /&gt;
# ''算術的超限再帰'' (arithmetical transfinite recursion)&lt;br /&gt;
$$\mathsf{ATR}_0:=\mathsf{I}\Sigma^0_1+(\Sigma^1_1\text{-}\mathsf{SP}).$$ &lt;br /&gt;
# ''$\Pi^1_1$-内包公理'' ($\Pi^1_1$-comprehension axiom) &lt;br /&gt;
$$\Pi^1_1\text{-}\mathsf{CA}_0:=\mathsf{I}\Sigma^0_1+(\Sigma^1_1\text{-}\mathsf{CA}).$$ &lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
これらの公理系を''ビッグ・ファイブ'' (big five) といい、逆数学に於いて主要な役割を持つ。これらの理論は順に強くなる、すなわち&lt;br /&gt;
$$\mathrm{Th}(\mathsf{RCA}_0)\subsetneq\mathrm{Th}(\mathsf{WKL}_0)\subsetneq\mathrm{Th}(\mathsf{ACA}_0)\subsetneq\mathrm{Th}(\mathsf{ATR}_0)\subsetneq\mathrm{Th}(\Pi^1_1\text{-}\mathsf{CA}_0)$$&lt;br /&gt;
が成り立つ。&lt;br /&gt;
===  逆数学現象 ===&lt;br /&gt;
Friedmanは[H.Friedman75]にて以下のように述べた。&lt;br /&gt;
: '''When the theorem is proved from the rights axioms, the axioms can be proved from the theorem.''' [H.Friedman75].&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
多くの数学の定理は $\mathsf{RCA}_0$ 上で証明可能であるか、あるいは $\mathsf{RCA}_0$ 上で他のビッグ・ファイブとの同値性が証明可能であることが知られている。この事実を''逆数学現象'' (reverse mathematics phenomenon) という。実際の研究では、むしろ逆数学現象が当て嵌まらない例に着目されることもある。以下には逆数学現象の例を挙げよう。ここに挙げる殆どの結果、特に出典を明記していない結果は[Simpson09]に記載されてある。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  $\mathsf{RCA}_0$ ====&lt;br /&gt;
以下の定理は $\mathsf{RCA}_0$ で証明可能である。&lt;br /&gt;
* $(\Pi^0_1\text{-}\mathsf{IND})$ 。&lt;br /&gt;
* 全域関数全体は原始再帰法に閉じている。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{R}$ の不可算性。任意の実数の可算列 $\{x_n\}_{n\in\mathbb{N}}$ に対し、ある実数 $y$ が存在し、任意の $n\in\mathbb{N}$ に対し $x_n\neq y$ である。&lt;br /&gt;
* $\mathbb{R}$ はArchimedes的順序実閉体である。&lt;br /&gt;
* [田中02]、[[代数学の基本定理]]。$\mathbb{C}$ は代数閉体である。&lt;br /&gt;
* [[Baireの範疇性定理]]。$X$ を完備可分距離空間とし、$\{U_n\}_{n\in\mathbb{N}}$ を稠密開集合の可算列とする。このとき $\cap_{n\in\mathbb{N}}U_k$ は稠密である。&lt;br /&gt;
* 完備可分距離空間はパラコンパクトである。&lt;br /&gt;
* [[Urysohnの補題]]。$X$ を完備可分距離空間とし、$C_0,C_1$ を交わらない $X$ の閉集合とする。このとき連続写像 $f\colon X\to[0,1]$ で、任意の $x\in X,i\in\{0,1\}$ に対し $x\in C_i$ と $f(x)=i$ が同値になるようなものが構成できる。&lt;br /&gt;
* [[Tietzの拡張定理]]。$X$ を完備可分距離空間とし、$C\subseteq X$ を閉集合、$f\colon C\to[-1,1]$ を連続写像とする。このとき、$g\colon X\to[-1,1]$ で $f$ の拡張となる、すなわち $x\in C$ に対し $f(x)=g(x)$ となるようなものが構成できる。&lt;br /&gt;
* [[Spernerの補題]]。$S$ を $k$-単体、$S_0,\ldots,S_m$ を $S$ の単体的細分とする。$S_0,\ldots,S_m$ の頂点が許容的にラベルされているとき、ある $i\leq m$ に対し $S_i$ ラベルの集合 $\{0,\ldots,k\}$ から写される。&lt;br /&gt;
* [[区間縮小法]]。可算実数列 $\{x_n\}_{n\in\mathbb{N}},\{y_n\}_{n\in\mathbb{N}}$ が $x_n\leq x_{n+1}\leq y_{n+1}\leq y_n$ かつ $\lim_{n\to\infty}|x_n-y_n|=0$ を満たすとする。このとき $z=\lim_{n\to\infty}x_n=\lim_{n\to\infty}y_n$ となる $z\in\mathbb{R}$ が存在する。&lt;br /&gt;
* [[中間値の定理]]。$f\colon\mathbb{R}\to\mathbb{R}$ が区間 $[0,1]$ 上連続であるとする。このとき $f(0)&amp;lt;0&amp;lt;f(1)$ ならば、ある $x\in(0,1)$ が存在し、$f(x)=0$ である。&lt;br /&gt;
* [[Weierstrassの近似定理]] $f$ を $[0,1]$ 上の一様連続関数とするとき、任意の $x\in[0,1], \epsilon&amp;gt;0$ に対して、ある多項式 $g(x)\in\mathbb{Q}[x]$ が存在して $|f(x)-g(x)|&amp;lt;\epsilon$ となる。&lt;br /&gt;
* [Simpson84]。[[Cauchy–Picard–Lindelöfの一意存在定理]]。$a,b,M$ を正の実数、$f\colon[-a,a]\times[-b,b]\to\mathbb{R}$ をLipschitz連続関数で $|f(x,y)|\leq M$ を満たすとする。このとき初期値問題 $dy/dx=f(x,y),y(0)=0$ は一様連続な $[-\alpha,\alpha]$ 上での局所解 $y=\phi(x)$ を持つ。ここで $\alpha:=\min\{a,b/M\}$ とする。&lt;br /&gt;
* 任意の可算な体に対し、その代数閉包が存在する。&lt;br /&gt;
* 任意の可算な順序体に対し、その実閉包が一意に存在する。&lt;br /&gt;
* [[Banach–Steinhausの定理]]。$A,B$ を可分Banach空間、$\{F_n\}_{n\in\mathbb{N}}$ を $A$ から $B$ への有界線形作用素の列とする。このとき、任意の $x\in A$ に対し、ある $M$ が存在し $\|F_n(x)\|&amp;lt;M$ が全ての $n\in\mathbb{N}$ に対して成り立つとき、任意の $x\in A,n\in\mathbb{N}$ に対し $\|F_n(x)\|\leq \alpha\cdot\|x\|$ となる $\alpha$ が存在する。&lt;br /&gt;
* 弱い[[完全性定理]]。可算言語上の可算理論 $T$ が無矛盾かつ演繹に閉じているとする。このとき $T$ の可算モデル $\mathcal{M}$ が存在する。&lt;br /&gt;
* 健全性定理。可算言語上の可算理論 $T$ が弱可算モデルを持つとする。このとき $T$ は無矛盾である。&lt;br /&gt;
* [[カット除去定理]]。可算言語の一階述語論理が証明可能ならカット規則なしで証明可能である。&lt;br /&gt;
* [Tanaka–Yamazaki05]]順序実閉体の理論 $\mathsf{ROCF}$ は量化記号消去可能である。&lt;br /&gt;
* [[初等再帰算術]] $\mathsf{EA}$ は無矛盾である。&lt;br /&gt;
* [[不完全性定理]] 。最弱算術 $\mathsf{R}$ を含む帰納的可算理論 $T$ が無矛盾なら $T$ で証明も反証もできない命題が存在する。また帰納的可算理論 $T$ が初等再帰算術 $\mathsf{EA}$ を含むなら、Löbの可導性条件を満たす可証性述語から定義される $T$ の無矛盾性は $T$ にて証明できない。&lt;br /&gt;
* $\mathsf{ZF}$ が無矛盾なら $\mathsf{ZF}+V=L$ も無矛盾である。従って $\mathsf{ZF}$ が無矛盾なら $\mathsf{ZFC},\mathsf{ZFC}+\mathsf{GCH}$ も無矛盾である。&lt;br /&gt;
====  $\mathsf{WKL}_0$ ====&lt;br /&gt;
以下の定理は $\mathsf{RCA}_0$ 上で $\mathsf{WKL}_0$ と同値であることが証明可能である。&lt;br /&gt;
* 弱[[Kőnigの補題]]、$(\mathsf{WKL})$ 。任意の可算無限二分木は可算無限枝を持つ。&lt;br /&gt;
* [Simpson–Yokoyama13]。任意のPeanoシステムは標準システム $\mathbb{N}$ に同型である。&lt;br /&gt;
* [[Heine–Borelの定理]]。$X$ をコンパクト距離空間とする。$\{U_i\}_{i\in\mathbb{N}}$ を $X$ の開被覆とするとき、ある $i\in\mathbb{N}$ が存在して $\{U_j\}_{j\leq i}$ は有限部分被覆となる。&lt;br /&gt;
* [Kihara20]。開集合 $U\subseteq\mathbb{R}^m$ 、単射連続写像 $f\colon U\to\mathbb{R}^m$ に対し $f[U]$ は開集合である。&lt;br /&gt;
* [Kihara20]。$m&amp;gt;n$ であるとき $\mathbb{R}^m$ から $\mathbb{R}^n$ への単射連続写像は存在しない。&lt;br /&gt;
* [Kihara20]。$m&amp;gt;n$ であるとき $\mathbb{R}^m$ から $\mathbb{R}^n$ への位相空間論に於ける埋め込みは存在しない。&lt;br /&gt;
* $f$ を $[0,1]$ 上の連続関数とするとき、任意の $x\in[0,1]$ に対して、ある多項式 $g(x)\in\mathbb{Q}[x]$ が存在して $|f(x)-g(x)|&amp;lt;1$ となる。&lt;br /&gt;
* $[0,1]$ 上連続な関数は $[0,1]$ 上一様連続である。&lt;br /&gt;
* $[0,1]$ 上連続な関数は $[0,1]$ 上有界である。&lt;br /&gt;
* $[0,1]$ 上有界かつ一様連続な関数は上限を持つ。&lt;br /&gt;
* $[0,1]$ 上有界かつ一様連続な関数は上限を持つならば最大値を取る。&lt;br /&gt;
* 閉有界区間 $[a,b]$ 上連続な関数 $f$ は有限の[[Rieman積分]]の値 $\int^a_b f(x)dx$ を持つ。&lt;br /&gt;
* [Shioji–Tanaka90]。[[Brouwerの不動点定理]]。$C$ を $\mathbb{R}^n$ の点の非空有限集合の凸包とする。このとき連続関数 $f\colon C\to C$ は不動点を持つ。&lt;br /&gt;
* [Shioji–Tanaka90]。弱い[[Brouwerの不動点定理]]。連続関数 $f\colon [0,1]^2\to [0,1]^2$ は不動点を持つ。&lt;br /&gt;
* [Shioji–Tanaka90]。[[Schauderの不動点定理]]。$C\subseteq[-1,1]^\mathbb{N}$ を非空閉凸集合とする。このとき連続関数 $f\colon C\to C$ は不動点を持つ。&lt;br /&gt;
* [Simpson84]。[[Cauchy–Peanoの存在定理]]。$a,b&amp;gt;0$ 、$f\colon [-a,a]\times[-b,b]\to\mathbb{R}$ を連続関数とする。このとき初期値問題 $dy/dx=f(x,y),y(0)=0$ は連続で微分可能な $[-\alpha,\alpha]$ 上での局所解 $y=\phi(x)$ を持つ。ここで $\alpha:=\min\{a,b/\max\{|x|\mid x\in \mathrm{ran}(f)\}\}$ とする。&lt;br /&gt;
* [Brown–Simpson86]。[[Hahn–Banachの定理]]。 $A$ を可分Banach空間 $S$ を $A$ の部分空間、$\alpha$ を正の実数とする。$f\colon S\to\mathbb{R}$ を $\|f\|\leq\alpha$ を満たす有界線形汎関数とする。このとき $f$ の拡大 $f'\colon A\to\mathbb{R}$ で $\|f'\|\leq\alpha$ を満たすものが存在する。&lt;br /&gt;
* [Sakamoto–Yokoyama07]。[[Jordanの閉曲線定理]]。&lt;br /&gt;
* [Sakamoto–Yokoyama07]。[[Jordan–Schönfliesの定理]]。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算形式的実体は順序付け可能である。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算形式的実体は実閉包を持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算な体は代数閉包を一意に持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算可換環は素イデアルを持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算可換環は根基イデアルを持つ。&lt;br /&gt;
* [Hatzikiriakou–Simpson90]。任意の可算で無捻アーベル群は順序付け可能である。&lt;br /&gt;
* [Hatzikiriakou–Simpson89]。可算な体 $K_0,K_1$ 、単射 $f\colon K_0\to K_1$ 、$K_0$ の付値環 $V_0$ に対し、$K_1$ の付値環 $V_2$ で $V_0=f^{-1}[V_1]$ となるものが存在する。&lt;br /&gt;
* [Tanaka–Yamazaki00]。任意のコンパクト群はHaar測度を持つ。&lt;br /&gt;
* [[Lindenbaumの補題]]。任意の可算理論は無矛盾完全拡大を持つ。&lt;br /&gt;
* [[完全性定理]]。任意の無矛盾な理論はモデルを持つ。&lt;br /&gt;
* [[コンパクト性定理]]。可算理論 $T$ の全ての有限部分理論がモデルを持つなら、$T$ もモデルを持つ。&lt;br /&gt;
* 可算命題論理の[[完全性定理]]。&lt;br /&gt;
* 可算命題論理の[[コンパクト性定理]]。&lt;br /&gt;
====  $\mathsf{ACA}_0$ ====&lt;br /&gt;
以下の定理は $\mathsf{RCA}_0$ 上で $\mathsf{ACA}_0$ と同値であることが証明可能である。&lt;br /&gt;
* 算術的内包公理、$(\Sigma^1_0\text{-}\mathsf{CA})$ 。&lt;br /&gt;
* 任意の単射 $f\colon\mathbb{N}\to\mathbb{N}$ に対し値域 $\mathrm{ran}(f)$ が存在する。&lt;br /&gt;
* [H.Friedman76]。[[Bolzano–Weierstrassの定理]]。任意の有界な可算実数列は収束する部分列を持つ。&lt;br /&gt;
* [H.Friedman76]。任意のCauchy列は収束する。&lt;br /&gt;
* [H.Friedman76]。任意の有界な可算実数列は最小上界を持つ。&lt;br /&gt;
* [H.Friedman76]。[[単調収束定理]]。任意の有界な単調増加可算実数列は収束する。&lt;br /&gt;
* コンパクト距離空間は点列コンパクトである。&lt;br /&gt;
* 完備可分距離空間上のCauchy列は収束する。&lt;br /&gt;
* [[Ascoli–Arzelàの補題]]。コンパクト距離空間 $A,B$ に対して $\{f_n\}_{n\in\mathbb{N}}$ を $A$ から $B$ への同程度連続な連続関数の列とする。このとき、一様連続な $\{f_n\}_{n\in\mathbb{N}}$ の部分列が存在する。&lt;br /&gt;
* [Yokoyama07]。[[Riemanの写像定理]]。空でない単連結開集合 $U\subseteq\mathbb{C}$ に対し単位円 $D$ への等角写像 $f\colon U\to D$ が存在する。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算な体は埋め込みを伴う代数閉包を持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算な体はある可算代数閉体に埋め込まれる。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算順序体は埋め込みを伴う実閉包を持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算順序体はある可算実閉体に埋め込まれる。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。可算な体上の可算ベクトル空間は基底を持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。$\mathbb{Q}$ 上の可算ベクトル空間は基底を持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の $\mathbb{Q}$ 上の可算ベクトル空間は有限次元であるか、線形独立な無限集合を持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算体 $K\subseteq L$ に対して $L$ に対する $K$ 上の超越基底が存在する。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。$K$ を標数 $0$ で有限の超越基底を持たない体とするとき、$L$ は代数的独立な無限集合を含む。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算可換環は極大イデアルを持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算整域は極大イデアルを持つ。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算可除アーベル群は移入群である。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。可算アーベル群の可除閉包は一意である。&lt;br /&gt;
* [H.Friedman76]。[[Kőnigの補題]]。任意の可算無限有限分岐木は可算無限枝を持つ。&lt;br /&gt;
* [[Ramseyの定理]]。与えられた標準自然数 $k\geq 3,l\geq 2$ に対して $\mathsf{RT}^k_l$ 。ここで $\mathsf{RT}^k_l$ は「全ての $f\colon [\mathbb{N}]^k\to l:=\{0,\ldots,l-1\}$ に対して、ある無限集合 $X\subseteq \mathbb{N}$ が存在し $f$ は $[X]^k$ 上で定数関数となる」という命題である。&lt;br /&gt;
* [[Ramseyの定理]]。与えられた標準自然数 $k\geq 3$ に対して $\mathsf{RT}^k$ 。ここで $\mathsf{RT}^k$ は「全ての $l&amp;gt;1$ 、全ての $f\colon [\mathbb{N}]^k\to l:=\{0,\ldots,l-1\}$ に対して、ある無限集合 $X\subseteq \mathbb{N}$ が存在し $f$ は $[X]^k$ 上で定数関数となる」という命題である。&lt;br /&gt;
* [Girard87]。整列原理、$\mathsf{WOP}(\lambda \xi.\omega^\xi)$ 。$\xi$ が整列順序であるとき、その冪 $\omega^\xi$ も整列順序である。&lt;br /&gt;
====  $\mathsf{ATR}_0$ ====&lt;br /&gt;
以下の定理は $\mathsf{RCA}_0$ 上で $\mathsf{ATR}_0$ と同値であることが証明可能である。&lt;br /&gt;
* 算術的超限再帰図式 $(\mathsf{ATR})$ 。与えられた算術的論理式 $\varphi(x,X)$ 、任意の集合 $A$ 、整列順序 $\prec$ に対し以下を満たすような集合 $H$ が存在する。以下で $0$ は $\prec$ の最小元、$\mathrm{field}(\prec)$ は $\prec$ の台集合、$\alpha+1$ は $\alpha$ の後者、$(X)_\alpha:=\{x\mid(x,a)\in X\}$ とする。&lt;br /&gt;
** $(H)_0=A$ 。&lt;br /&gt;
** 任意の $\alpha\in\mathrm{field}(\prec)$ 、任意の $x\in\mathbb{N}$ に対し $x\in (H)_{\alpha+1}\leftrightarrow\varphi(x,(H)_\alpha)$ である。&lt;br /&gt;
** 任意の極限となる $\lambda\in\mathrm{field}(\prec)$ 、任意の $\alpha\prec\lambda$ 、任意の $x\in\mathbb{N}$ に対し $x\in((H)_\lambda)_\alpha\leftrightarrow x\in H_\alpha$ 。&lt;br /&gt;
* [H.Friedman76]。可算整列順序の比較可能定理。可算整列順序 $\prec_0,\prec_1$ に対し $\prec_0$ は $\prec_1$ の始切片と同型であるか、あるいは $\prec_1$ は $\prec_0$ の始切片と同型である。&lt;br /&gt;
* [[完全集合定理]]。完備可分距離空間の任意の非可算閉部分集合は完全閉集合を部分集合として持つ。&lt;br /&gt;
* [[Ulmの定理]]。任意の可算被約アーベル $p$-群はUlm分解を持つ。&lt;br /&gt;
* $G,H$ をfatなアーベル $p$-群とする。このとき $G$ は $H$ の直和因子であるか、$H$ は $G$ の直和因子である。&lt;br /&gt;
* $\mathbf{\Sigma}^0_1$-ゲームは決定的である。&lt;br /&gt;
* $\mathbf{\Delta}^0_1$-ゲームは決定的である。&lt;br /&gt;
* 開Ramseyの定理。$\mathbf{\Sigma}^0_1\text{-}\mathsf{RT}$ 。&lt;br /&gt;
* 開閉Ramseyの定理。$\mathbf{\Delta}^0_1\text{-}\mathsf{RT}$ 。&lt;br /&gt;
* [Afshari–Rathjen09]。整列原理、$\mathsf{WOP}(\lambda \xi.\varphi_\xi(0))$ 。$\xi$ が整列順序であるとき、$\varphi_\xi(0)$ も整列順序である。&lt;br /&gt;
====  $\Pi^1_1\text{-}\mathsf{CA}_0$ ====&lt;br /&gt;
以下の定理は $\mathsf{RCA}_0$ 上で $\Pi^1_1\text{-}\mathsf{CA}_0$ と同値であることが証明可能である。&lt;br /&gt;
* $\Pi^1_1$-内包性公理。$(\Pi^1_1\text{-}\mathsf{CA})$ 。&lt;br /&gt;
* 任意の木 $T\subseteq\mathbb{N}^{&amp;lt;\mathbb{N}}$ は完全核を持つ。&lt;br /&gt;
* [[Cantor–Bendixsonの定理]]。任意の $\mathbb{N}^\mathbb{N}$ の部分閉集合は完全閉集合と可算集合の和で書ける。&lt;br /&gt;
* [[Cantor–Bendixsonの定理]]。任意の可分完備距離空間の部分閉集合は完全閉集合と可算集合の和で表せる。&lt;br /&gt;
* [[Silverの定理]]。余解析的同値関係 $\equiv$ に対して以下のいずれかが成り立つ。&lt;br /&gt;
** ある完全集合 $P$ が存在し任意の $X,Y$ に対し $X,Y\in P$ かつ $X\neq Y$ ならば $X\not\equiv Y$ である。&lt;br /&gt;
** ある点列 $\{Y_n\}_{n\in\mathbb{N}}$ が存在し、任意の $X$ に対し、ある $n$ が存在し $X\equiv Y_n$ である。&lt;br /&gt;
* [Friedman–Simpson–Smith83]。任意の可算アーベル群は可除群と被約群の直和で表せる。&lt;br /&gt;
* $\mathbf{\Sigma}^0_1\lor\mathbf{\Pi}^0_1$-ゲームは決定的である。&lt;br /&gt;
* $\mathbf{\Delta}^0_2\text{-}\mathsf{RT}$ 。&lt;br /&gt;
* $\mathbf{\Sigma}^1_0\text{-}\mathsf{RT}$ 。&lt;br /&gt;
===  二階算術での数学の定式化 ===&lt;br /&gt;
二階算術に於いて数学の定義や命題などを定式化するのは自明ではない。例えば実数体や複素数体などの非可算な対象は集合として存在しないため、論理式、すなわちクラスとして扱う必要がある。&lt;br /&gt;
これは集合論 $\mathsf{ZFC}$ に於いて「全ての集合の集まり」や「全ての群」などがクラスとなることと同様の理由である。以下では一例として $\mathsf{RCA}_0$ にて $\mathbb{R}$ を定義しよう。&lt;br /&gt;
まず $\mathbb{N}$ を $(\forall x)[x\in X]$ を満たす唯一の集合とする。以下 $\langle{-}\rangle$ を有限列を符号化する原始再帰関数で復号や列の結合などの操作が全て原始再帰的にできるものとしよう。$\vec{X}\subseteq\mathbb{N}$ に対して直積 $X_0\times\cdots X_{n-1}$ を $\{\langle \vec{X}\rangle\mid (\forall i&amp;lt;n)[x_i\in X_i]\}$ と置く。これらの集合は $(\Delta^0_1\text{-}\mathsf{CA})$ によって存在することが分かる。関数 $f\colon X\to Y$ は $X\times Y$ の部分集合で右全域かつ左一意なものとされる。&lt;br /&gt;
同値関係 $\equiv_\mathbb{Z}\subseteq(\mathbb{N}\times\mathbb{N})^2$ を&lt;br /&gt;
$$\langle m,n\rangle\equiv_\mathbb{Z}\langle i,j\rangle:\Leftrightarrow m+j=n+i$$&lt;br /&gt;
と定める。$\mathbb{Z}\subseteq\mathbb{N}^2$ を $=_\mathbb{Z}$ による同値類から最小の符号を持つものを代表元とした集合とする。$\mathbb{Z}$ 上の演算 $+_\mathbb{Z},\times_\mathbb{Z}$ などは以下のように定義される。&lt;br /&gt;
$$\langle m,n\rangle+_\mathbb{Z}\langle i,j\rangle:=\langle m+i,n+j\rangle'$$&lt;br /&gt;
$$\langle m,n\rangle+_\mathbb{Z}\langle i,j\rangle:=\langle m\cdot i+n\cdot j,m\cdot j+n\cdot i\rangle'$$&lt;br /&gt;
ここで $'$ は $\equiv_\mathbb{Z}$ の同値類の最小のものを取っていることを表す。&lt;br /&gt;
有理数 $\mathbb{Q}$ は同値関係 $\equiv_\mathbb{Q}\subseteq(\mathbb{Z}\times\mathbb{Z}^+)^2$ 、&lt;br /&gt;
$$\langle m,n\rangle\equiv_\mathbb{Q}\langle i,j\rangle:\Leftrightarrow m\times_\mathbb{Z} j=_\mathbb{Z} n\times_\mathbb{Z} i$$&lt;br /&gt;
によって整数と同様に定義される。ここで $\mathbb{Z}^+$ は正整数全体である。$\mathbb{Q}$ 上の演算 $+_\mathbb{Q},\times_\mathbb{Q}$ なども&lt;br /&gt;
$$\langle m,n\rangle+_\mathbb{Q}\langle i,j\rangle:=\langle m\times_\mathbb{Z} j+_\mathbb{Z}n\times_\mathbb{Z} i,n\times_\mathbb{Z} j\rangle'$$&lt;br /&gt;
$$\langle m,n\rangle+_\mathbb{Q}\langle i,j\rangle:=\langle m\times_\mathbb{Z} i+_\mathbb{Z} n\times_\mathbb{Z} j,m\times_\mathbb{Z} j+_\mathbb{Z}n\times_\mathbb{Z} i\rangle'$$&lt;br /&gt;
と定義できる。実数はCauchy列やDedekind切断による構成が知られているがどちらも $\mathsf{RCA}_0$ では定義できない。よってCauchy列による実数の定義を少し修正して用いる。$\mathbb{R}$ は有理数列 $f\colon\mathbb{N}\to\mathbb{Q}$ で $(\forall n\in\mathbb{N})(\forall i\in\mathbb{N})[|f(n)-f(n+i)|\leq 2^{-n}]$ を満たすものとされる。注意すべきこととして $\mathbb{R}$ は集合とはならないことである。同様に以下で $\mathbb{R}$ 上の関係、演算も定義されるが集合にはならない。また実数の同値類なども定義できないため、同値関係そのものを実数の等号として扱うことも注意しよう。&lt;br /&gt;
$$f=_\mathbb{R}g:\Leftrightarrow(\forall n\in\mathbb{N})[|f(n)-g(n)|\leq 2^{-n+1}]$$&lt;br /&gt;
$$f&amp;lt;_\mathbb{R}g:\Leftrightarrow(\exists n\in\mathbb{N})[|g(n)-f(n)|&amp;gt; 2^{-n+1}]$$&lt;br /&gt;
とし、$f+_\mathbb{R}g$ を $n\mapsto f(n+1)+g(n+1)$ の関数、$f\times_\mathbb{R}g$ を $n\mapsto f(n+m_{f,g})\times g(n+m_{f,g})$ の関数とする。ここで $m_{f,g}:=\min\{i\in\mathbb{N}\mid\max\{|f(0)|,|g(0)|\}+1\leq 2^{i-1}\}$ とする。もちろんこれらが実数になることは証明しなければならないことである。&lt;br /&gt;
===  二階算術の基本的性質と二階算術のモデル ===&lt;br /&gt;
二階算術の基本的な性質を確認する。&lt;br /&gt;
====  定義（二階算術のモデル） ====&lt;br /&gt;
二階算術の言語の構造 $\mathcal{M}$ は一階の対象の領域 $M$ 、二階の対象の領域 $N$ と $\overline{0}^\mathcal{M},\overline{1}^\mathcal{M}\in M,+^\mathcal{M},{\cdot^\mathcal{M}}\colon M^2\to M,=^\mathcal{M},&amp;lt;^\mathcal{M}\subseteq M^2,\in^\mathcal{M}\subseteq M\times N$ からなる組である。&lt;br /&gt;
特に通常の自然数 $\omega$ とその冪集合 $\mathcal{P}(\omega)$ 上に通常の演算や関係を考えた構造を''標準モデル'' (standard model) といい $\mathcal{N}$ と表す。また一階の対象の領域が $\omega$ であり、通常の演算と関係を考えた構造を ''$\omega$-モデル'' ($\omega$-model) といい、$\omega$-モデル $\mathcal{M}$ で任意の $\mathcal{M}$ によるパラメータを含む $\Pi^1_1$-論理式 $\varphi$ に対し $\mathcal{N}\models\varphi$ と $\mathcal{M}\models\varphi$ が同値になるようなものを''$\beta$-モデル'' ($beta$-model) という。&lt;br /&gt;
$\omega$-モデル、$\beta$-モデルに関しては一階の領域 $\omega$ が明らかなので二階の領域 $S$ のみを明示して表すこともある。またモデル $\mathcal{M}$ 上で $\Gamma$-論理式によって定義可能な $N$ の部分集合全体を $\Gamma^\mathcal{M}$ と表し、$\mathcal{M}$ の部分構造 $\mathcal{M}'$ からのパラメータを持って定義可能なとき $\Gamma^\mathcal{M}(\mathcal{M}')$ と表す。&lt;br /&gt;
特に $\Gamma^\mathcal{M}(\mathcal{M})$ を $\mathbf{\Gamma}^\mathcal{M}$ と表す。&lt;br /&gt;
====  命題（ビッグ・ファイブの包含関係） ====&lt;br /&gt;
以下が成り立つ。&lt;br /&gt;
$$\mathrm{Th}(\mathsf{RCA}_0)\subseteq\mathrm{Th}(\mathsf{WKL}_0)\subseteq\mathrm{Th}(\mathsf{ACA}_0)\subseteq\mathrm{Th}(\mathsf{ATR}_0)\subseteq\mathrm{Th}(\Pi^1_1\text{-}\mathsf{CA}_0)$$&lt;br /&gt;
''証明''　より一般に $(\Sigma^i_j\text{-}\mathsf{SP})$ から $(\Delta^i_j\text{-}\mathsf{CA})$ が、$(\Sigma^i_j\text{-}\mathsf{CA})$ から $(\Sigma^i_j\text{-}\mathsf{SP})$ が導かれることを見る。&lt;br /&gt;
$(\Delta^i_j\text{-}\mathsf{CA})$ は&lt;br /&gt;
$$(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow\psi(x)]\to(\exists X)(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow x\in X].$$&lt;br /&gt;
と表わせ、$(\Sigma^i_j\text{-}\mathsf{SP})$ は&lt;br /&gt;
$$(\forall x)[\varphi(x)\to\psi(x)]\to(\exists X)(\forall x)[(\varphi(x)\to x\in X)\land(x\in X\to\psi(x))].$$&lt;br /&gt;
と表せることに注意する。ここで $\varphi\in\Sigma^i_j,\psi\in\Pi^i_j$ で変数 $X$ を含まないとする。&lt;br /&gt;
$\mathsf{I}\Sigma^0_1\vdash(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow\psi(x)]$ であるときに $(\Sigma^i_j\text{-}\mathsf{SP})$ を適用すれば $(\exists X)(\forall x)[(\varphi(x)\to x\in X)\land(x\in X\to\psi(x))]$ であり、$\varphi,\psi$ は同値であることから $(\exists X)(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow x\in X]$ となり $(\Delta^i_j\text{-}\mathsf{CA})$ が証明できる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
$(\Sigma^i_j\text{-}\mathsf{CA})$ から $(\Sigma^i_j\text{-}\mathsf{SP})$ が導かれることは $(\Sigma^i_j\text{-}\mathsf{CA})$ によって $\varphi(x)\leftrightarrow x\in X$ なる集合 $X$ 取れば明らかに $x\in X\to\psi(x)$ が成り立つので良い。□&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  命題（ $\mathsf{RCA}_0$ の最小のモデル） ====&lt;br /&gt;
$S$ を $\omega$-モデルとする。このとき ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S:={\mathbf{\Sigma}^0_1}^S\cap{\mathbf{\Pi}^0_1}^S$ は $S$ を含む $\mathsf{RCA}_0$ の包含関係に於いて最小の $\omega$-モデルである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　まず $S\subseteq{\mathbf{\Delta}^0_1}^S$ であることを見る $S$ の元 $X$ はパラメータと見做して $x\in X$ は $\Delta^0_0$-論理式であり、従って $\Sigma^0_1$ とも $\Pi^0_1$ とも見做せる。よって$X=\{x\mid S\models x\in X\}\in{\mathbf{\Delta}^0_1}^S$ となり良い。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
次に ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S$ が $\mathsf{RCA}_0$ のモデルになることを確かめよう。$\omega$-モデルであることから $\mathsf{I}\Sigma^0_1$ のモデルになることは良い。&lt;br /&gt;
よって $(\Delta^0_1\text{-}\mathsf{CA})$ を満たすことを確認すれば良い。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
まず ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S$ によるパラメータを含む論理式 $\varphi$ に対して $S$ からのパラメータを含む論理式 $\varphi'$ を以下のように帰納的に定義する。&lt;br /&gt;
# $(s=t)':\Leftrightarrow s=t$ 。&lt;br /&gt;
# $(s&amp;lt;t)':\Leftrightarrow s&amp;lt;t$ 。&lt;br /&gt;
# $(s\in X)':\Leftrightarrow s\in X$ 。ここで $X$ は自由変数とする。&lt;br /&gt;
# $(s\in C)':\Leftrightarrow \chi(s)$ 。ここで $C$ は $C:=\{n\in\omega\mid S\models \chi(n)\}$ と定義される ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S$ の元とする。&lt;br /&gt;
# $(\varphi\circ\psi)':\Leftrightarrow\varphi'\circ\psi'$ とする。ここで $\circ\in\{\land,\lor,\to\}$ とする。&lt;br /&gt;
# $(\lnot\varphi)':\Leftrightarrow\lnot\varphi'$ 。&lt;br /&gt;
# $( (\mathsf{Q} x)\varphi(x) )':\Leftrightarrow(\mathsf{Q}x)\varphi'(x)$ とする。ここで $\mathsf{Q}\in\{\forall,\exists\}$ とする。&lt;br /&gt;
# $( (\mathsf{Q} X)\varphi(X) )':\Leftrightarrow(\mathsf{Q}X)\varphi'(X)$ とする。ここで $\mathsf{Q}\in\{\forall,\exists\}$ とする。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
このとき論理式の構成に関する帰納法から以下は互いに同値であることが分かる。&lt;br /&gt;
* $S\models\varphi'$ 。&lt;br /&gt;
* ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S\models\varphi'$ 。&lt;br /&gt;
* ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S\models\varphi$ 。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
またパラメータが ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S$ の元であるから、$\varphi$ が $\Sigma^0_1$ 論理式なら $\varphi'$ は $\Sigma^0_1$ 論理式であり、$\varphi$ が $\Pi^0_1$ 論理式なら $\varphi'$ も $\Pi^0_1$ 論理式である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
論理式の $(\Delta^0_1\text{-}\mathsf{CA})$ は $\Sigma^0_1$-論理式 $\varphi(x,\vec{x},\vec{X})$ 、$\Pi^0_1$-論理式 $\psi(x,\vec{x},\vec{X})$ に対して&lt;br /&gt;
$$(\forall \vec{X})(\forall \vec{x})[(\forall x)[\varphi(x,\vec{x},\vec{X})\leftrightarrow\psi(x,\vec{x},\vec{X})]\to(\exists X)(\forall x)[\varphi(x,\vec{x},\vec{X})\leftrightarrow x\in X]]$$&lt;br /&gt;
という形をした論理式の図式であった。よって、任意の $\vec{c}\in{\mathbf{\Delta}^0_1}^S,\vec{c}\in \omega$ に対し、&lt;br /&gt;
$${\mathbf{\Delta}^0_1}^S\models(\forall x)[\varphi(x,\vec{c},\vec{X})\leftrightarrow\psi(x,\vec{c},\vec{X})]\to(\exists X)(\forall x)[\varphi(x,\vec{c},\vec{X})\leftrightarrow x\in X]$$&lt;br /&gt;
であることを見れば良い。まず ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S\models(\forall x)[\varphi(x,\vec{c},\vec{X})\leftrightarrow\psi(x,\vec{c},\vec{X})]$ であると仮定する。&lt;br /&gt;
このとき $c\in\omega$ に対し以下は同値である。 &lt;br /&gt;
* ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S\models\varphi(c,\vec{c},\vec{C})$ 。&lt;br /&gt;
* ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S\models\psi(c,\vec{c},\vec{C})$ 。&lt;br /&gt;
* $S\models\varphi'(c,\vec{c})$ 。&lt;br /&gt;
* $S\models\psi'(c,\vec{c})$ 。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
よって&lt;br /&gt;
$$\{x\in\omega\mid{\mathbf{\Delta}^0_1}^S\models\varphi(x,\vec{c},\vec{C})\}=\{x\in\omega\mid S\models \varphi'(x)\}=\{x\in\omega\mid S\models\psi'(x)\}$$&lt;br /&gt;
である。また ${\mathbf{\Delta^0_1}}^S:={\mathbf{\Sigma^0_1}}^S\cap{\mathbf{\Pi^0_1}}^S$ であるから、以下は同値である。&lt;br /&gt;
* $X\in{\mathbf{\Delta^0_1}}^S$ である。&lt;br /&gt;
* $S$ からのパラメータを持つ $\Sigma^0_1$-論理式 $\varphi$ と $S$ からのパラメータを持つ $\Pi^0_1$-論理式 $\psi$ が存在し $X=\{x\in\omega\mid S\models \varphi(x)\}=\{x\in\omega\mid S\models\psi(x)\}$ となる。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
以上の議論から ${\mathbf{\Delta}^0_1}^S\models(\exists X)(\forall x)[\varphi(x)\leftrightarrow x\in X]$ である。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
最小性、すなわち $S\subseteq S'$ となる $S'$ が $\mathsf{RCA}_0$ の $\omega$-モデルであるとき、${\mathbf{\Delta}^0_1}^S\subseteq S'$ であることを確かめる。&lt;br /&gt;
$X\in {\mathbf{\Delta}^0_1}^S$ は $S$ からのパラメータを持つ $\Sigma^0_1$-論理式 $\varphi$ と $S$ からのパラメータを持つ $\Pi^0_1$-論理式 $\psi$ に対し $X=\{x\in\omega\mid S\models \varphi(x)\}=\{x\in\omega\mid S\models\psi(x)\}$ と表せる。&lt;br /&gt;
よって $S\subseteq S'$ から&lt;br /&gt;
$$X=\{x\in\omega\mid S\models \varphi(x)\}=\{x\in\omega\mid S\models\psi(x)\}=\{x\in\omega\mid S'\models \varphi(x)\}=\{x\in\omega\mid S'\models\psi(x)\}$$&lt;br /&gt;
であり、$S'$ が $\mathsf{RCA}_0$ の $\omega$-モデルであることから&lt;br /&gt;
$$X=\{x\in\omega\mid S'\models \varphi(x)\}=\{x\in\omega\mid S'\models\psi(x)\}\in S'$$&lt;br /&gt;
となる。□&lt;br /&gt;
====  系 ====&lt;br /&gt;
$\mathrm{REC}:=\Delta^0_1:=\Sigma^0_1\cap\Pi^0_1$ は $\mathsf{RCA}_0$ の最小の $\omega$-モデルである。&lt;br /&gt;
====  命題（ $\mathsf{ACA}_0$ の最小のモデル） ====&lt;br /&gt;
$S$ を $\omega$-モデルとする。このとき ${\mathbf{\Delta}^1_0}^S$ は $S$ を含む $\mathsf{ACA}_0$ の包含関係に於いて最小の $\omega$-モデルである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
''証明''　$\varphi$ が算術的なとき $\varphi'$ も適当な算術的論理式と同値になることと $\mathsf{RCA}_0$ 上で $(\Sigma^0_1\text{-}\mathsf{CA})$ と $(\mathsf{ACA})$ が同値であることに気をつけて $\mathsf{RCA}_0$ の最小のモデルの場合と同じような証明をすれば良い。□&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
====  系 ====&lt;br /&gt;
$\mathrm{ARITH}:=\Delta^1_0$ は $\mathsf{ACA}_0$ の最小の $\omega$-モデルである。&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===  無矛盾性、保存性 ===&lt;br /&gt;
===  ビッグ・ファイブ以外の二階算術の部分体系 ===&lt;br /&gt;
===  その他の話題 ===&lt;br /&gt;
==  高階逆数学 ==&lt;br /&gt;
==  構成的逆数学 ==&lt;br /&gt;
==  出典 ==&lt;br /&gt;
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		<author><name>Administrator</name></author>
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