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Caracterización de la convergencia pretopológica

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Convergencia fundamentos de topología - Dolecki y Mynard

y estoy algo sorprendido por su proposición V.1.1 que establece que

Una convergencia $\xi$ en un conjunto $X$ es una pretopología si y solo si $$ x\in \lim_\xi F \implies \mathcal{V}_\xi(x) \leq F, $$ donde $\mathcal{V}_\xi(x)$ es el filtro de vecindad en $x\in X$.

¿Seguramente la implicación debería ser al revés? Habría pensado que esta implicación es verdadera para cualquier convergencia, no solo para las pretopológicas. Desafortunadamente no dan una prueba. Verifiqué el listado de erratas en https://www.worldscientific.com/doi/suppl/10.1142/9012/suppl_file/9012_errata.pdf, pero no se menciona.


Algunas de las definiciones relevantes:

Sea $X$ un conjunto. Una convergencia en $X$ es una relación entre filtros en $X$ y elementos de $X$ (escribimos $x\in \lim_\xi F$ si $\xi$ relaciona el filtro $F$ con $x$, en otras palabras $\lim_\xi$ es la función de imagen de la relación) tal que

  • $\lim_\xi$ es orden-preservante: $F \leq G \implies \lim_\xi F \subseteq \lim_\xi G;$
  • $\lim_\xi$ es centrada: para todo $x\in X: x \in \lim_\xi \uparrow\{x\}$, donde $\uparrow\{x\}$ es el filtro principal generado por $\{x\}$.

El filtro de vecindad de una convergencia $\xi$ en $x$ está definido como $$ \mathcal{V}_\xi(x) := \bigwedge_{x\in \lim_\xi F} F $$

Una convergencia es una pretopología si en cada punto $x$ existe un filtro $G$ que converge a $x$ tal que $$ F \in {\lim_\xi}^{-1}(x) \implies G \leq F. $$

¡Muchas gracias por cualquier indicación!

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Dick Kusleika Puntos 15230

$x \in \lim\limits_\xi F$ siempre implica $\mathcal{V}_\xi(x) \le F$, porque por definición $\mathcal{V}_\xi(x)$ es el límite inferior de todos los $F$ correspondientes. Así que la implicación directa en $$x\in \lim_\xi F \implies \mathcal{V}_\xi(x) \leq F$$ es una consecuencia de la definición.

Si, sin embargo, $$\mathcal{V}_\xi(x) \leq F \implies x\in \lim_\xi F$$ podemos concluir en particular que $\mathcal{V}_\xi(x)$ converge a $x$, lo cual es lo que nos dice que hay que verificar en la definición de pretopología (en términos de convergencia) en la página de nLab. También implica que podemos tomar $G=\mathcal{V}_\xi(x)$ en la definición de tu libro.

Así que con la implicación en dirección contraria, obtenemos acuerdo con otra fuente y una demostración fácil (por lo tanto, correctamente omitida) dentro del marco del texto. Así que en resumen, estoy de acuerdo con la evaluación del OP.

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