11 votos

¿Teniendo cierre preservar subgrupos de índice finito?

Que $K \leq H$ ser dos subgrupos de un Grupo topológico $G$ y Supongamos que $K$ tiene índice finito en $H$. ¿Sigue que $\bar{K}$ tiene índice finito en $\bar{H}$?

5voto

Mark Dorsey Puntos 11

Sí, si su grupo tiene una contables de base (por lo que el cierre de un conjunto a es el conjunto de los límites de las secuencias de puntos en ese juego). Deje $\{h_1,...,h_n\}$ ser representantes de la izquierda cosets de $K$$H$. Entonces para cualquier punto de $h \in \bar{H}$, expresarlo como un límite de una secuencia $x_1, x_2, x_3, ...$ de los puntos de $x_i \in H$. Estos puntos pueden ser representadas mediante el coset que los representantes de la $h_{i_1}y_1, h_{i_2}y_2, h_{i_e}y_3,...$,$i_k \in \{1,...,n\}$$y_n \in K$.

Ahora algunos $h_k$ debe aparecer infinitamente a menudo, por lo tanto, pasando a una larga tenemos que $h$ es el límite de una secuencia $h_ky_1, h_ky_2, h_ky_3,...$ y, entonces, por la continuidad de la multiplicación del grupo tenemos $h = h_ky$ donde $y \in \bar{K}$ es el límite de la $y_i$.

Esto demuestra que cualquier punto de $h \in \bar{H}$ se encuentra en $h_k\bar{K}$ algunos $k \in \{1,...,n\}$, por lo tanto el mismo coset representantes de $K$ $H$ también en forma de un conjunto de (posiblemente redundante) coset representantes de $\bar{K}$$\bar{H}$, y, en particular, $\bar{K}$ ha finito índice en $\bar{H}$.

Sospecho que las secuencias en este argumento podría ser adaptado en más de un "para cualquier conjunto abierto en torno a $h$, no es ..." una especie de lenguaje para hacer la prueba de trabajo para general topológica de los grupos, pero me quedo con la intuición de llegar con secuencias.

3voto

YequalsX Puntos 320

La respuesta es , en general, y aquí es una prueba, que es una adaptación de MartianInvader:

Deje $K$ han finito índice en $H$, con coset reps. $h_1,\ldots,h_n$. Puesto que la multiplicación por cualquier elemento de $G$ es un homeomorphism de $G$ a sí (desde $G$ es un grupo topológico), nos ver que cada coset $h_i \overline{K}$ es un subconjunto cerrado de $G$, y por lo tanto también lo es su unión $h_1\overline{K} \cup \cdots \cup h_n \overline{K}$. Ahora este conjunto cerrado que contiene a $H$, y por lo tanto, contiene $\overline{H}$. Así $\overline{H}$ está contenido en la unión de un número finito de $\overline{K}$ cosets, y por lo tanto, contiene $\overline{K}$ con un límite de índice.

[Nota: yo no había pagado la debida atención a Keenan y Kevin comentarios sobre MartianInvader la respuesta cuando escribí esto, y esta respuesta esencialmente replica el contenido de sus comentarios.]

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