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¿Probar o refutar la continuidad de la función Identidad en el espacio topológico?

Dejemos que $\tau_1$ sea la topología habitual en $\mathbb R$ . Definir otra topología $\tau_2$ en $\mathbb R$ por

$$\tau_2 = \{U \subseteq \mathbb R \ \ | \ \ U^c \ \ is \ \ either \ \ finite \ \ or \ \ empty \ \ or \ \mathbb R\ \ \}$$

Si $I : (\mathbb R , \tau_1) \rightarrow (\mathbb R , \tau_2)$ es el mapa de identidad , entonces

  1. $I$ es continua pero no $I^{-1}$

  2. $I^{-1}$ es continua pero no $I$ .

  3. ambos $I$ y $I^{-1}$ son continuos .

  4. ni $I$ ni $I^{-1}$ son continuos .

Mi intento es :

desde $(0,\infty)$ está abierto en $\tau_1$ pero no en $\tau_2$ . así que $\tau_2$ no es más fino que $\tau_1$ . así que $I^{-1}$ no es continua porque tenemos un resultado $I$ es continua si $\tau_1$ es más fino que $\tau_2$ De la misma manera, este resultado es válido para $I^{-1}$

Creo que $I$ es continua porque tomemos cualquier conjunto cerrado en $\tau_2$ que es un conjunto finito es cerrado en $\tau_1$ porque R es Hausdorff.

Estaría agradecido si alguien me dedicara su valioso tiempo para comprobar mi solución.

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camickr Puntos 137095

Desde $I$ es un mapa de identidad, es realmente sencillo. Sólo hay que hacer dos preguntas:

(1) ¿Es todo conjunto abierto en $\tau_2$ también abierto en $\tau_1$ ?

(2) ¿Es todo conjunto abierto en $\tau_1$ también abierto en $\tau_2$ ?

La primera es verdadera si $I$ es continua y la segunda es verdadera si $I^{-1}$ es continua.

Su intento parece ser correcto ya que $(0, \infty)$ está abierto en $\tau_1$ pero $(-\infty,0]$ no es finito y cualquier conjunto abierto en $\tau_2$ es el complemento de un conjunto finito, pero los conjuntos finitos son cerrados en $\tau_1$ , por lo que el complemento está abierto.

Así que sí, $\tau_1$ es más fino que $\tau_2$ . Además, sólo necesita que $\mathbb R$ es un $T_1$ espacio para saber que los conjuntos finitos son cerrados, Hausdorff ( $T_2$ ) es más fuerte que eso.

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