Spazio ultrametrico

In matematica, e più precisamente in topologia, uno spazio ultrametrico è uno speciale spazio metrico che soddisfa una versione rinforzata della disuguaglianza triangolare.

Definizione

Uno spazio ultrametrico è un insieme di punti X con una funzione $d:X\times X\to \mathbb {R}$ che soddisfi le seguenti proprietà per ogni x,y,z in X:

$d(x,y)\geq 0$
$d(x,y)=0$ se e solo se $x=y$
$d(x,y)=d(y,x)$
$d(x,z)\leq \max\{d(x,y),d(y,z)\}$

La funzione d è detta ultrametrica (o supermetrica o metrica non archimedea).

Esempi di spazi ultrametrici

Un linguaggio formale, cioè un insieme di stringhe di lunghezza arbitraria su un dato alfabeto, munito della distanza che associa $2^{-n}$ a due stringhe che differiscono per la prima volta nell'n-esima posizione;
I numeri p-adici con la metrica data da $d(x,y)=p^{-n}$ , dove n è l'unico intero tale che $x-y=p^{n}(a/b)$ (con a e b interi non divisibili per p). Tale spazio è anche completo;
Lo spazio delle successioni complesse $(x_{n})_{n}$ con la metrica indotta dalla funzione $|x|_{r}=\limsup _{n}|x_{n}|^{r_{n}}$ , dove $(r_{n})_{n}$ è una data successione reale decrescente a zero.

Proprietà

Se x, y e z sono tre punti di uno spazio ultrametrico, non è possibile che le distanze tra due di essi siano tutte diverse. Infatti, se così fosse, tra di esse ci sarebbe un massimo, che evidentemente non potrebbe soddisfare la proprietà 4 della definizione. Per rendere intuitiva questa proprietà si può dire, un po' impropriamente, che in uno spazio ultrametrico tutti i triangoli sono isosceli.

Definendo inoltre la palla esattamente come in uno spazio metrico, cioè $B(x,r)=\{z\in X:d(x,z)<r\}$ allora

Ogni punto all'interno di una palla è il suo centro;
Se due palle si intersecano, allora una è contenuta nell'altra;
Tutte le palle sono sia aperte che chiuse nella topologia indotta;
L'insieme delle palle di raggio r centrate nei punti di una palla chiusa avente lo stesso raggio forma una partizione di quest'ultima.

Altri progetti

Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su spazio ultrametrico

Collegamenti esterni

(EN) Eric W. Weisstein, Spazio ultrametrico, su MathWorld, Wolfram Research.

Portale Matematica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di matematica