SMF

Théorèmes du point fixe pour des contractions topologiques et l'opérateur de Hutchinson

Fixed point theorems for topological contractions and the Hutchinson operator

Michal MORAYNE, Robert RALOWSKI
Théorèmes du point fixe pour des contractions topologiques et l'opérateur de Hutchinson
  • Consulter un extrait
  • Année : 2025
  • Fascicule : 4
  • Tome : 153
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Anglais
  • Class. Math. : 54D10, 54D30, 54H25
  • Pages : 975-1001
  • DOI : 10.24033/bsmf.2914

Pour un espace topologique $X$ une contraction topologique sur $X$ est une application $f:X\to X$ telle que pour tout recouvrement ouvert de $X$, il existe un nombre entier positif $n$ tel que l'image de $X$ par la $n$-ième itération de $f$ est un sous-ensemble d'un élément du recouvrement. Toute contraction topologique dans un espace compact $T_1$ poss\`ede un unique point fixe. Comme dans le cas des espaces métriques et du théorème classique de Banach, cet analogue du théorème de Banach est vrai non seulement pour les espaces $T_1$ compacts mais aussi pour les espaces $T_1$ complets. Kupka a introduit la notion de contraction topologique faible et il a démontré l'existence d'un unique point fixe pour de telles applications ayant le graph fermé sans supposer la compacité ou la complétude de l'espace considéré. En particulier, pour les espaces de Hausdorff ce théorème implique l'existence d'un point fixe pour les contractions faibles continues. Nous démontrons un analogue de ce fait pour les contractions faibles fermées pour les espaces de Hausdorff à bases dénombrable de voisinages. Ces théorèmes sont utilisés pour démontrer l'existence de points fixes d'applications sur des sous-ensembles d'espaces vectoriels munis de topologie faibles et sur les monoïds compacts. Nous démontrons aussi quelques résultats concernant de points fixes pour des espaces topologiques $T_1$ localement Hausdorff et pour les espaces périphériquements Hausdorff, introduits ici. Un système  de fonctions itérés, SFI, dans un espace topologique $X$ est une famille finie d'applications fermées de $X$ dans lui-même. Un SFI est contractant si pout tout recouvrement ouvert de $X$ il exist un nombre entier positif $n$ tel que l'image de $X$ par toute composition de $n$ applications de SFI est contenu dans un élément du recouvrement. Nous démontrons que dans les espaces topologiques $T_1$ compacts l'opérateur de Hutchinson d'un SFI contractant, considéré comme une applications dans l'hyperespace des ensembles fermés de l'espace,  peut ne pas être fermé. Neanmoins, l'opérateur de Hutchinson d'un SFI contractant a toujours un unique point fixe.

For a topological space $X$, a topological contraction on $X$ is a closed mapping $f:X\to X$ such that for every open cover of $X$ there is a positive integer $n$ such that the image of the space $X$ via the $n$th iteration of $f$ is a subset of some element of the cover. Every topological contraction in a compact $T_1$ space has a unique fixed point. As in the case of metric spaces and the classical Banach fixed point theorem, this analogue of Banach's theorem is true not only in compact but also in complete (here in the sense of \v{C}ech) $T_1$ spaces.  Kupka introduced the notion of a feeble topological contraction and proved the existence of a unique fixed point for such mappings with a closed graph without assuming completeness or compactness of the space considered. In particular, for Hausdorff spaces, this theorem implies the existence of a unique fixed point for continuous feeble contractions. We prove an analogue of this fact for closed feeble contractions for the first countable Hausdorff spaces. These theorems are applied to prove the existence of fixed points for mappings on compact subsets of linear spaces with weak topologies and for compact monoids. We also prove some fixed point results for $T_1$ locally Hausdorff spaces and, introduced here, peripherally Hausdorff spaces. An iterated function system on a topological space $X$, IFS, is a finite family of closed mappings from $X$ into itself. It is contractive if for every open cover of $X$, for some positive integer $n$ the image of $X$ via each composition of $n$ mappings from the IFS is contained in an element of the cover. We show that in $T_1$ compact topological spaces the Hutchinson operator of a contractive IFS may not be closed as a mapping into the hyperspace of closed subsets of the space. Nevertheless, the Hutchinson operator of a contractive IFS always has a unique fixed point.

Point fixe, espace $T_1$, espace compact, contraction, opérateur de Hutchinson
Fixed point, $T_1$ space, compact space, contraction, Hutchinson operator

Électronique
Electronic
Prix public Public price 20.00 €
Prix membre Member price 14.00 €
Quantité
Quantity
- +