הצגת המקור של הדף "הלמה של קנסטר-קורטובסקי-מזורקביץ'"

'''הלמה של קנסטר-קורטובסקי-מזורקביץ''' היא משפט בסיסי ב[[טופולוגיה]] של [[סימפלקס]]ים, המאפשר להסיק, בתנאים מסוימים, שלכמה קבוצות סגורות יש נקודה משותפת. את הלמה אפשר להוכיח מן [[הלמה של שפרנר]], והיא מספקת הוכחה פשוטה יחסית ל[[משפט נקודת השבת של בראואר]].

==הטענה==

יהי <math>\ \Delta = \langle p_0,p_1,\dots,p_n\rangle</math> [[סימפלקס]] n-ממדי. תהיינה <math>\ F_0,\dots,F_n</math> [[קבוצה סגורה|קבוצות סגורות]], כך שכל פאה <math>\ \langle e_{i_1},\dots,e_{i_k}\rangle</math> מכוסה על ידי איחוד הקבוצות <math>\ F_{i_1} \cup \cdots \cup F_{i_k}</math> (ובפרט הסיפלקס כולו מכוסה על ידי איחוד כל הקבוצות). אז לקבוצות <math>\ F_0,\dots,F_n</math> יש נקודה משותפת. 

לדוגמה, בממד n=1 הטענה היא שאם שתי קבוצות סגורות מכסות (יחד) קטע, באופן שכל אחת מהן מכסה אחד מקצותיו, אז יש להן נקודה משותפת; טענה זו שקולה לכך שהקטע הוא [[קבוצה קשירה]]. בממד n=2, הטענה היא שאם שלוש קבוצות סגורות מכסות משולש באופן שכל אחת מהן מכסה את הקודקוד המתאים לה וכל שתיים מהן מכסות (יחד) את הצלע המתאימה להן, אז יש להן נקודה משותפת, וכן הלאה.

==הוכחה==

[[הוכחה בדרך השלילה|נניח בשלילה]] שתנאי הלמה מתקיימים וחיתוך הקבוצות ריק. נתבונן במשלימים <math>\ G_i= \Delta - F_i</math>. מן ההנחות נובע ש- <math>\{G_i\}_{i=0}^n</math> היא כיסוי פתוח של הסימפלקס, שהוא [[קבוצה קומפקטית]]. לכן יש לו [[מספר לבג]] <math>\ \epsilon>0</math> (ע"ש). נסתכל ב[[טריאנגולציה|חלוקה סימפליציאלית]] של <math>\ \Delta</math>, שקוטרו של כל סימפלקס בה קטן מ-<math>\ \epsilon</math>. על החלוקה הזו נגדיר פונקציית קודקודים <math>\ m</math>, באופן הבא: אם <math>x\in \langle p_{i_0},...,p_{i_k} \rangle </math> [[קודקוד]] בחלוקה, אז על-פי תנאי הכיסוי יש <math>\ j \in \{i_1,\dots,i_k\}</math> כך ש- <math>\ x\in F_{j}</math>, ואז נגדיר <math>\ m(x) = j</math>; בפרט <math>x\in F_{m(x)}</math> לכל קודקוד <math>\ x</math> של החלוקה. [[פונקציה]] זו מקיימת את תנאי [[הלמה של שפרנר]], ולכן קיים בחלוקה הסימפליציאלית סימפלקס <math>\ \langle x_0,...,x_n \rangle</math>, כך שלכל אינדקס <math>\,i</math> מתקיים <math>x_i\in F_i</math>. לפי בחירת <math>\ \epsilon</math>, קיים <math>\,G_{i_0}</math> כך ש <math>\,\langle x_0,...,x_n \rangle \subset G_{i_0}</math>, אבל אז <math>\langle x_0,...,x_n \rangle \cap F_{i_0} = \emptyset</math>, וזו סתירה למסקנה ש-<math>x_{i_0} \in F_{i_0}</math>.

== ראו גם ==

* [[הלמה של ספרנר|הלמה של שפרנר]]
* [[משפט נקודת השבת של בראואר]]

[[קטגוריה:משפטים בקומבינטוריקה|קנסטר-קורטובסקי-מזורקביץ']]
[[קטגוריה:משפטי נקודת שבת|קנסטר-קורטובסקי-מזורקביץ']]

[[קטגוריה:הוכחות]]