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Probar que una restricción particular de una proyección es un mapa cociente

Esperaba que alguien pudiera ayudarme con el siguiente problema:

Dejemos que $\pi: \mathbb{R} \times \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}$ sea la la proyección sobre la primera coordenada, y sea $p=\pi|_X$ , donde $X=(\mathbb{R}_{\geq0} \times \mathbb{R}) \cup ( \mathbb{R} \times \{0\})$ (así $X$ debe ser la unión del eje x todo al derecha e incluyendo el eje y... ¿no?). Demostrar que $p$ es un mapa cociente, pero $p$ no es un mapa abierto ni un mapa cerrado.

Utilizando una propiedad de la topología del subespacio (a saber, que podemos restringir el codominio de una función continua y seguir conservando la continuidad) $p$ debe ser continua. La subjetividad también es evidente. Sin embargo, no estoy seguro de cómo demostrar que $p$ es un mapa cociente, y que no es ni abierto ni cerrado. Me parece que el examen de las vecindades del origen podría dar una pista hacia una solución, pero he probado un puñado de ejemplos de tales vecindades y no he llegado a ninguna parte. Se agradece cualquier ayuda, ¡gracias!

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Dave Griffiths Puntos 688

Sugerencia : (1) $\pi$ es un cociente (ya que es abierto), por lo que $\pi|_X$ también lo es.

(2) $\{x \in \mathbb R^2 \mid x_1 \ge 0, x_1x_2 = 1\}$ está cerrado en $X$ .

(3) $\{x \in X \mid \left|x-(0,2)\right| < 1 \}$ está abierto en $X$ .

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Stefan Hamcke Puntos 16889

Se puede utilizar el siguiente lema:

Dejemos que $q:X\to Y$ sea un mapa cociente, $A$ un subespacio de $X$ y $q'=q|_A:A\to q(A)$ la restricción. Entonces $q'$ es un mapa cociente si y sólo si cada uno de los mapas cerrados y $q'$ -subconjunto saturado de $A$ es la intersección de $A$ con un sistema cerrado y $q$ -subconjunto saturado de $X$ . Lo mismo ocurre si se sustituye "cerrado" por "abierto".

En realidad, sólo necesitamos la dirección "si". Supongamos que $C$ está cerrado y saturado en $X$ . Ser cerrado y saturado significa que es de la forma $D\times\{0\}\cup E\times\Bbb R$ para el cierre $D\subseteq(-\infty,0]$ y $E\subseteq[0,\infty)$ . Pero entonces su $\pi$ -la saturación es $(D\cup E)\times\Bbb R$ que vuelve a estar cerrado.

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