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Son los racionales menos un punto homeomórficos a los racionales?

Hace un tiempo yo estaba soñando hasta el punto de establecer la topología de las preguntas del examen, y vinieron a la mente:

Es de $\mathbb Q\setminus \{0\}$ homeomórficos a $\mathbb P$? (Donde ambos conjuntos tienen el subespacio topología inducida a partir de la norma de la topología en $\mathbb R$.)

Sin embargo, yo no podía entender esto en el momento, y tengo curiosidad para ver si alguien tiene un buen argumento. Ni siquiera estoy dispuesto a tomar una conjetura en cuanto a si son o no son homeomórficos.

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JoshL Puntos 290

Un conocido teorema de Cantor dice que cualquiera de los dos contables densa lineal órdenes sin extremos son isomorfos como lineal órdenes. Así, en particular, hay una orden de preservación de la bijection entre $\mathbb{Q}$ y $\mathbb{Q} - \{0\}$. Este bijection será un homeomorphism si usted dé a cada espacio de la orden de la topología, que es el estándar de la topología heredada de $\mathbb{R}$.

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Greg Case Puntos 10300

Ya que la técnica acreditativa de la homeomorphism es útil en muchas otras situaciones, puede ser vale la pena agregar algunos detalles a Carl respuesta:

Supongamos que $A,B$ son dos contables, denso lineal órdenes sin puntos finales. Nos muestran que ellos son isomorfos mediante la construcción de un isomorfismo $f:A\to B$. Esto se hace mediante lo que llamamos un ida y vuelta argumento. Decir que $A=\{a_n\mediados n\in{\mathbb N}\}$ y $B=\{b_n\mediados n\in{\mathbb N}\}$. Construimos $f$ por etapas. Al final de la etapa de $2n$ nos hemos asegurado de que $a_n\in{\rm dom}(f)$, y al final de la etapa de $2n+1$, nos hemos asegurado de que $b_n\in{\rm corrió}(f)$.

La construcción es simple. Comience por elegir alguno $b\in B$ y dejar que $f(a_0)=b$. Con esto se completa la etapa de 0.

A continuación, hacemos etapa 1: Si $b=b_0$ hemos terminado e ir a la etapa 2. Si $b<b_0$, tomamos un $a\in A$ y $f(a)=b_0$. Por supuesto, ya que $f$ es ser un isomorfismo, que es mejor asegurarse de que $a_0<$. Pero esto es trivial para llevar a cabo, ya que $$ no tiene extremos. Del mismo modo, si $b_0<b$, entonces volvemos $$ por lo que $a<a_0$.

En general, en la etapa de $2n$ hacer lo siguiente: Si $a_n$ ya está en el dominio que hemos construido, hemos terminado con esta etapa. De lo contrario, si $a_n$ es mayor que todos los elementos en el dominio de $f$ hasta el momento, escoger un elemento $c$ a $B$ mayor que el de todos los elementos en el rango de $f$ hasta ahora y $f(a_n)=c$; esto es posible ya que $B$ no tiene ningún elemento más grande. Si $a_n$ es menor que todos los elementos en el dominio actual de $f$, recogida $c$ en $B$ menor que todos los elementos de la gama actual de $f$ y $f(a_n)=c$. De nuevo, esto es posible, ya que $B$ no tiene ningún elemento más pequeño. Por último, si $a_n$ es entre los elementos del dominio actual de $f$, recogida $d,e$ en el dominio actual de $f$ para $d<a_n<e$, $d$ es el más grande por debajo de $a_n$, y $e$ es el más pequeño, por encima de los $a_n$. A continuación, elegir en $B$ algunos $c$ entre $f(d)$ y $f(e)$ y $f(a_n)=c$. Esto es posible, ya que $B$ es denso en sí mismo. Esto finaliza esta etapa.

En la etapa de $2n+1$ hacemos lo mismo, pero ahora asegurar que $b_n$ es poner en el rango de $f$.

Esta construcción nos da un isomorfismo de $f$ en la final: Incluso etapas de asegurar el dominio de $f$ es de $A$, impar etapas que el rango es de $B$. La construcción está diseñado de tal manera para $\alpha,\beta$ en el dominio de $f$, $\alpha<\beta$ si $f(\alpha)<f(\beta)$. Pero esto es precisamente lo que significa ser un isomorfismo.

El método de ida y vuelta es muy flexible. Por ejemplo, es muestra de que cualquiera de los dos contables al azar grafos son isomorfos. Hay un montón de aplicaciones de esta técnica.

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Dick Kusleika Puntos 15230

El ordenado planteamiento está muy bien. Un clásico teorema de por Sierpinski dice que todos contables métrica espacios, sin puntos aislados son homeomórficos. Q es un espacio de este tipo. También implica $\mathbf{Q} \setminus \{0\}$ es homeomórficos $\mathbf{P}$ y $\mathbf{Q} \times \mathbf{P}$ por ejemplo, o cualquier producto finito para esa materia. Una prueba está en la topología de atlas, la topología, explicó

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