Measure and convergence: special subsets of the real line and their generalizations

W niniejszej pracy rozważam różne pojęcia specjalnych podzbiorów pros\-tej i ich właściwości, w szczególności te związane z miarą lub zbieżnością. Poszukuję odpowiedzi na otwarte pytania w tym zakresie oraz rozważam uogólnienia zna\-nych faktów na wyższe liczby kardynalne, tj. w uogólnionej prze\-strze\-ni Cantora $2^\kappa$, dla nieprzeliczalnej liczby kardynalnej $\kappa$, rozważanej z~to\-po\-lo\-gią generowaną przez zbiory przedłużeń funkcji częściowych.Po pierwsze (Rozdział~\ref{chpn}) rozważam specjalne podzbiory przestrzeni Cantora $2^\omega$. Teoria specjalnych podzbiorów jest oczywiście już znacząco rozwinięta (patrz \cite{am:ssrl} i \cite{lb:srl}). W tej pracy wprowadzam dwie, do tej pory nierozważane, klasy takich zbiorów: klasę zbiorów doskonale miary zero oraz klasę zbiorów doskonale miary zero w sensie tranzytywnym. Te klasy mogą odgrywać rolę dualną po stronie miary do odpowiednich klas zbiorów po stronie kategorii (\cite{mktw:cpnstv}). Badam właściwości tych klas i, mimo że główny problem, czy klasy zbiorów doskonale miary zero i uniwersalnie miary zero są niesprzecznie różne, pozostaje nierozwiązany, to dowodzę twierdzeń po\-wią\-za\-nych z tym pytaniem i rozważam ich wersje po stronie kategorii.Następnie (Rozdział~\ref{chego}) badam problemy związane z twierdzeniem Jegorowa, które łączy ze sobą właściwości związane ze zbieżnością i miarą. Twierdzenie Jegorowa może być uogólnione na przypadek zbieżności ideałowej (patrz np.~\cite{nm:ivetap}), natomias T.~Weiss udowodnił (\cite{tw:nget}), że uogólnione stwierdzenie Jegorowa (tj. twierdzenie bez założenia o mierzalności) jest niesprzeczne z ZFC. Łącząc oba pomysły, dowodzę, że uogólnione stwierdzenie Jegorowa i jego zaprzeczenie są niesprzeczne z ZFC dla różnych przypadków zbieżności ideałowych (\cite{mk:gesi}).Wiele klasycznych pojęć specjalnych podzbiorów w $2^\omega$ może być uogólniona na przypadek uogólnionej przestrzeni Cantora $2^\kappa$. Mimo że teoria uogólnionej przestreni Cantora $2^\kappa$ była w ostatnim czasie znacząco rozwijana (patrz np. \cite{glblis:qgbs}), to teoria specjalnych podzbiorów $2^\kappa$ wydaje się być w znacznej części pomiajana w tych rozważaniach. W ni\-niej\-szej pracy badam te klasy zbiorów w takim przypadku (\cite{mktw:ssgcs}). Okazuje się, że wiele własności zachodzących w $2^\omega$ można łatwo wykazać dla $2^\kappa$, choć czasem niezbędne są dodatkowe teorio-mnogościowe założenia (Rozdział~\ref{chsimple}). Następnie zajmuję się mniej znanymi klasami małych zbiorów w $2^\kappa$ (Rozdział~\ref{chother}).W rozdziale~\ref{chconv} rozważam różne rodzaje zbieżności $\kappa$-ciągów funkcji $2^\kappa\to 2^\kappa$ i badam właściwości specjalnych podzbiorów $2^\kappa$ związanych ze zbieżnością (\cite{mk:csfgcs}). Łączę te właściwości z właściwościami wyboru podciągów. Roz\-wa\-żam także zbieżność względem ideału na $\kappa$ (Rozdział~\ref{chideal}).Na koniec, łącząc właściwości związane z miarą i ze zbieżnością w $2^\kappa$, roz\-wa\-żam\hfill możliwość\hfill wprowadzenia\hfill twierdzenia\hfill Jegorowa\hfill w\hfill przestrzeni\hfill $2^\kappa$ \\(Rozdział~\ref{chkappaego}). Ponieważ nie znana jest metoda konstrukcji miary w przestrzeni $2^\kappa$, która spełniałaby wszystkie sensowne wymagania, rozważam właściwości, które są niezbędne do udowodnienia odpowiednika twierdzenia Jegorowa.\linebreak Kwestię istnienia odpowiedniej funkcji miarowej spełniającej dodatkowe założenia zostawiam jako pytanie otwarte. Przy pewnych dodatkowych założeniach każdy zbiór $\kappa$-silnie miary zero jest miary zero względem takiej funkcji. Badam także ideałową wersję Tw. Jegorowa w $2^\kappa$.

In this thesis I present different notions of special subsets of the real line and their properties, in particular of those related to measure and convergence. We search for answers to open questions in this subject and we consider generalizations of known facts in the case of a~larger cardinality, i.e. in the generalized Cantor space $2^\kappa$, for an uncountable cardinal $\kappa$, equipped with the topology generated by sets of extensions of partial functions.First (Chapter~\ref{chpn}), we discuss special subsets of the Cantor space $2^\omega$. The theory of special subsets is already well developed (see \cite{am:ssrl}\linebreak and \cite{lb:srl}). I introduce two notions of such sets, which were not considered before: the class of perfectly null sets and the class of sets which are perfectly null in the transitive sense (\cite{mktw:cpnstv}). These classes may play the role of duals on the measure side to the corresponding classes on the category side. We investigate their properties, and although the main problem of whether the classes of perfectly null sets and universally null sets are consistently different remains open, we prove some results related to this question and study their version on the category side.Next (Chapter~\ref{chego}), we study problems related to Egorov's Theorem, which describes a~relation between convergence and measure. Egorov's Theorem can be generalized to some notions of ideal convergences (see e.g.~\cite{nm:ivetap}), and T.~Weiss has proven (\cite{tw:nget}) that the generalized Egorov's statement (i.e. the theorem without the assumption on measurability) is independent from ZFC. Integrating both ideas, we prove that the generalized Egorov's statement as well as its negation are consistent with ZFC in different cases of ideal convergence (\cite{mk:gesi}).Many of the classical notions of special subsets of $2^\omega$ can be considered in the case of the generalized Cantor space $2^\kappa$. Although the theory of the generalized Cantor space $2^\kappa$ has recently been broadly developed (see\linebreak e.g. \cite{glblis:qgbs}), the theory of special subsets of $2^\kappa$ seems to be largely omitted from those considerations. We study those classes of sets in this setting (\cite{mktw:ssgcs}). It turns out that many of properties of subsets of $2^\omega$ can be easily proved in $2^\kappa$, although sometimes one has to use some additional set-theoretic assumptions (Chapter~\ref{chsimple}). Next we deal with less common classes of small sets in $2^\kappa$ (Chapter~\ref{chother}).In Chapter~\ref{chconv}, I present different types of convergence of $\kappa$-sequences of functions $2^\kappa\to 2^\kappa$, and study properties of special subsets of $2^\kappa$ related to the notion of convergence (\cite{mk:csfgcs}). We relate those properties to the sequence selection principles. We also consider convergence of sequences of points and functions with respect to an ideal on $\kappa$ (Chapter~\ref{chideal}).Finally, to relate measure and convergence properties in $2^\kappa$, we study the possibility of introducing Egorov's Theorem in $2^\kappa$. Since no method of constructing measure in $2^\kappa$ which fulfils all reasonable requirements is known, we consider the properties such set-function should have to enable the proof of Egorov's Theorem. I leave the question of existence of such a~function which satisfies some additional reasonable conditions open. Every $\kappa$-strongly null set is null with respect to such a~set function which satisfies some additional properties. We study also the ideal version of Egorov's Theorem in $2^\kappa$.