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Pregunta sobre la continuidad de la topología de la caja

Tengo dos pregunta sobre el ejemplo siguiente, en el Munkres

(1) ¿por Qué "si $f^{-1}(B)$ estaban abiertos que podría contener algunos intervalo de $(-\delta,\delta)$ sobre 0. (2)Mi segunda pregunta es un poco amplia, pero tal vez alguien puede arrojar algo de luz sobre el mismo. Mi intuición con la razón por la que ciertas funciones son continuos viene de espacios métricos. Pero, dada una función como en el siguiente ejemplo de cómo se puede ver intuitivamente si es continua?

Ejemplo 2. Considere la posibilidad de $\mathbb R^\omega$, el countably infinito producto de $\mathbb R$ con sí mismo. Recordemos que $$\mathbb R^\omega = \prod_{n \in \mathbb Z_+} X_n,$$ where $X_n = \mathbb R$ for each $n$. Let us define a function $f : \mathbb R \to \mathbb R^\omega$ by the equation $$f(t) = (t, t, t, \dotsc)$$; the $n$th coordinate function of $f$ is the function $f_n(t) = t$. Each of the coordinate functions $f_n : \mathbb R \to \mathbb R$ is continuous; therefore, the function $f$ is continuous if $\mathbb R^\omega$ is given the product topology. But $f$ is not continuous if $\mathbb R^\omega$ is given the box topology. Consider, for example, the basis element $$B = (-1, 1) \times (-\frac{1}{2}, \frac{1}{2}) \times (-\frac{1}{3}, \frac{1}{3}) \times \dotsb$$ for the box topology. We assert that $f^{-1}(B)$ is not open in $\mathbb R$. If $f^{-1}(B)$ were open in $\mathbb R$, it would contain some interval $(-\delta \delta)$ about the point $0$. This would mean that $f((-\delta \delta)) \subconjunto B$, so that, applying $\pi_n$ to both sides of the inclusion, $$f_n(-\delta, \delta)) = (-\delta, \delta) \subset (-1/n, 1/n)$$ for all $$ n, una contradicción.

6voto

student Puntos 21

Para responder a tu primera pregunta: desde $0\in f^{-1}(B)$, si estaba abierto, $f^{-1}(B)$ $0$ sería un punto interior, por lo que sería algún intervalo abierto que contiene $0$. Es decir, existe un $\delta>0$ tal que $(0-\delta,0+\delta)\subset f^{-1}(B)$.

Para responder a tu segunda pregunta: Topología está llena de ejemplos contra-intuitivas. Se puede (y será) ser muchos problemas donde su intuición será un estorbo.

5voto

A.P. Puntos 2645

$f^{-1}(B)$ contiene $0$, y por lo tanto, en virtud de ser abierto, debe contener un intervalo abierto centrado en $0$.

La segunda pregunta es, probablemente, demasiado amplio y subjetivo, para mí, para responder adecuadamente. Pero en el caso de los productos (y el producto de la topología), es esencialmente lo mismo como con métrica espacios: para verificar que una función en un producto es continuo, acabamos de comprobar que cada coordenada de la función es continua. (Este es el llamado universal a la propiedad del producto, por cierto.) El cuadro de la topología, como se puede ver, es bastante intuitivo, pero, como con la mayoría de "patológico" de los espacios, es que no se ve muy frecuentemente (en mi experiencia).

3voto

user254665 Puntos 4075

La topológico def n de la continuidad es que $f:X\to Y$ es continua iff $f^{-1}V$ está abierto en $X$ siempre $V$ está abierto en $Y.$ En su Q, el conjunto de $B$ está abierto en el rango y $0\in f^{-1}B.$ Si $f^{-1}B$ está abierto en los reales y contiene el punto de $0,$ debe tener un subconjunto $U=(-d,d)$ algunos $d>0$ por la DEFINICIÓN de abrir real subconjunto.

Pero para cualquier función de $f$ tenemos $\{f(x): x\in f^{-1}V\}\subset V.$ Ahora si $(-d,d)\subset f^{-1}B$ $\{f(x): |x|<d\}\subset \{f(x): x\in f^{-1}V\}\subset V, $ lo cual es una falsedad.

Hay varios equivalente def'ns de la continuidad de la $f:X\to Y.$ E. g.,

(1). $f^{-1}V$ está cerrado en $X$ siempre $V$ es cerrado en $Y.$

(2) Cuando $p\in X$ $f(p)\in V\subset Y,$ donde $V$ está abierto en $Y,$ hay un abrir $U$ $X$ $p\in X$ $\{f(q):q\in U\}\subset V.$

Número (2) es el topológica de la generalización de la clásica "$\epsilon,\delta$" def n de continuidad, y es muy útil en este P.

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