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¿Son los conjuntos de Vitali densos en [0,1)?

Estoy tratando de entender mejor la naturaleza de los conjuntos Vitali, generados por la elección de representantes en $[0,1)$ de las clases de equivalencia $\mathbb{Q} + r$ donde $r \in \mathbb{R}$ .

Si $V$ es un conjunto Vitali descrito anteriormente, entiendo que $V$ contiene un solo número racional y que es incontable. Además, su complemento $[0,1) \sim V$ es incontable ya que hemos excluido de $V$ una colección de elementos en $[0,1)$ asociado a cada uno de los incontables elementos de $V$ .

Sin embargo, no he podido encontrar (o determinar) si $V$ es denso en [0,1). ¿Se sabe esto?

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Lorin Hochstein Puntos 11816

Obsérvese que se obtiene un conjunto de Vitali para cada elección de representantes de las clases de equivalencia, por lo que de hecho hay muchos conjuntos de Vitali, no sólo uno.

Un conjunto Vitali no necesita ser denso en $[0,1)$ . Por ejemplo, en lugar de elegir representantes que estén en $[0,1)$ puede elegir a los representantes que están en $[0,q)$ para cualquier racional $q\gt 0$ en particular, puede asegurarse de que su conjunto Vitali se limite a una parte lo más pequeña posible de $[0,1)$ como quieras especificar (y también puedes traducir el conjunto añadiendo una constante racional).

Para ver esto, basta con mostrar que para cada número real $r$ hay un número real $s\in [0,q)$ tal que $r-s\in\mathbb{Q}$ . Pero esto es fácil: elige una razón $t\in [0,q)$ . Por la propiedad de Arquímedes, existe $N\geq 0$ tal que $Nt\leq r\lt (N+1)t$ . En particular, $0\leq r-Nt\lt t$ , por lo que dejar que $s=r-Nt$ da el número real deseado.

Como todo real es equivalente a algún real en $[0,q)$ Siempre puede elegir los delegados de clase que desee. $[0,q)$ (en lugar de $[0,1)$ ). Así que puede asegurarse de que tiene un conjunto Vitali está contenida en $[0,q)$ .

Del mismo modo, si selecciona cualquier intervalo $(a,b)$ contenida en $[0,1)$ puede encontrar un conjunto Vitali que está contenido en $(a,b)$ y en particular cuyo cierre no es $[0,1]$ si $0\lt a\lt b\lt 1$ .

De hecho, se puede encontrar un conjunto de Vitali que tenga una medida exterior muy pequeña (cualquier medida exterior positiva mayor que $0$ y más pequeño que $1$ que le interese especificar de antemano): véase, por ejemplo La respuesta de JDH a esta pregunta .

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