39 votos

¿Por qué queremos completar los espacios? Nosotros no nos limitamos a utilizar los espacios cerrados?

¿Por qué nos importa la noción de un espacio que se está completa? ¿Por qué no acaba de considerar los espacios cerrados? Si el espacio es cerrado sabemos que los límites de una secuencia existen y se encuentran en el set, lo cual es una propiedad que es obviamente deseable.

Entonces, ¿cuál es el beneficio en la introducción de esta noción más débil de completar espacios y tratar con estos débiles tipos de secuencias de llamada secuencias de Cauchy, frente a sólo el uso de los espacios cerrados y las más estrictas secuencias convergentes? Lo que se nos permite ver con completar los espacios que no sería posible con los espacios cerrados? También sería interesante escuchar la motivación histórica para completar los espacios de si alguien es consciente de ello.

61voto

MJD Puntos 37705

En primer lugar, un periférico cuestión técnica: a Diferencia de la integridad, la closedness no es una propiedad absoluta; es una relación de propiedad. Un espacio de $S$ es completa o no es completa. Pero no tiene sentido decir que $S$ es cerrado o no cerrado. Todo lo que puedo decir es que es cerrado relativo a algún espacio más grande $T$. Por ejemplo, consideremos el conjunto $(0, \infty)$ de los números reales positivos. Esto no es cerrado relativo a $\Bbb R$, porque no puede contener a su punto límite $0$. Pero es cerrado relativo a$\Bbb R\setminus\{0\}$, ya que ahora se hace contener todo su límite de puntos cero ya no es un punto límite, porque nos quita el espacio. Y, por supuesto, es cerrado relativo a $(0,\infty)$ debido a que cada espacio topológico es un subconjunto cerrado de sí mismo. Así que su propuesta no tiene sentido, porque no hay tal cosa como un "espacio cerrado".

(El problema puede ser visto en forma más general, si se considera la definición de un conjunto cerrado: $C$ es cerrado si $X\setminus C$ está abierto. Pero esto depende de lo $X$ es.)


Pero hay un problema más grande. Los Griegos di cuenta de 2300 años atrás, que los números racionales son incompletos. Ponerlo de forma anacrónica, se dieron cuenta de que hay secuencias de Cauchy que no convergen. Una teoría acerca de tales espacios es necesario. Usted lo pidió

¿cuál es el beneficio en la introducción de esta noción más débil de completar espacios y tratar con estos débiles tipos de secuencias de llamada secuencias de Cauchy

Esto es como preguntar por qué los físicos que pasan mucho tiempo tratando de entender a las fuerzas de fricción, cuando todo el mundo sabe que los problemas son mucho más fáciles de resolver si simplemente suponga que no hay fricción. ¿Por qué no físicos tomar el camino más fácil? Porque no es la fricción y el punto entero de la física para resolver problemas acerca de cómo el mundo es en realidad, de la fricción y de todos.

Como la física, las matemáticas no es sólo hecha de la nada. Queremos resolver ciertos tipos de problemas y entender la forma en que los números y las formas de trabajo. Los números racionales parecen ser fundamentales, el tipo de objeto, una de las cosas que es importante en la estructura del universo. El punto entero de las matemáticas es entender cómo las cosas como los números racionales trabajo y cómo se relacionan con otras cosas como los números reales.

Y la parte más importante de la respuesta a esa pregunta resulta ser: los números racionales contienen secuencias donde los elementos más y más juntos (secuencias de cauchy) y el tipo de convergencia, aunque no hay ningún número racional que convergen. (Un ejemplo común es $1, \frac32, \frac75, \frac{17}{12}, \ldots$. Podemos demostrar que si esta secuencia se converger a algunos límite de $L$, tendríamos $L^2 = 2$. Pero hemos sabido durante mucho tiempo que no hay tal $L$.)

Pero los números reales se comportan de manera diferente: si los elementos de una secuencia más y más, no debe ser un solo punto de $L$ que se acercan. Los dos tipos de números son fundamentalmente diferentes en este camino, y nos quedamos con ella, tal y como nos pegan con la fricción. Necesitamos dar a diferencia de un nombre. El nombre es "integridad".

14voto

vidyarthi Puntos 199

Tenga en cuenta que la integridad es un valor de la propiedad, mientras que closedness es una propiedad topológica, y por lo tanto, depende de la topológica del espacio con el que se conoce. Por lo tanto, cualquier conjunto puede ser hecha cerrado por la elección de la topología adecuada y como se señaló en los comentarios, cada conjunto está cerrado en sí mismo. Pero, no todos los juegos pueden ser completada por el cambio de la métrica de mantenimiento de la topología, por ejemplo,$\mathbb{Q}$, el conjunto de los números racionales. Por lo tanto, la integridad es crucial en el debate con la participación de convergencia, que es lo que el análisis matemático es la que más se asocia con. Como se señaló en los comentarios, la integridad es un intrisic de la propiedad, y los puntos que se debe agregar para que no topológicamente completa/no completamente metrizable espacio completo. La importancia histórica de la integridad viene notando que todas las grandes ramas de Análisis-Real, Fourier, Funcional, etc. se han desarrollado por la finalización de los espacios que hasta ahora eran no incluye: El concepto de los números irracionales fue la primera noción de integridad, a pesar de que se introdujo sin la exacta noción de la integridad, sin embargo, la idea fue de finalización. La teoría de la integral de Lebesgue es nada, pero nacido de la finalización de la espacio de Riemann integrable funciones, El teorema de convergencia de la serie de Fourier requiere de la integridad de la $L^2(\mu)$ para su prueba y la lista continúa.

7voto

djechlin Puntos 1869

Si el espacio es cerrado sabemos que los límites de una secuencia de existir

Eso es... falso. Intente $0,1,0,1,\ldots$.

¿Quiere decir que cada secuencia tiene una convergente larga? Odio tener que decirte esto, pero eso es cierto sólo si el conjunto cerrado es un subconjunto de un completo espacio.

O ¿te refieres a que cada secuencia de Cauchy tiene un límite? De nuevo... eso es cierto sólo en un completo espacio.

La integridad es importante, sólo han estado utilizando solamente ejemplos de conjuntos cerrados que están en completa los espacios. Y suena como las propiedades como "me gusta" son en realidad propiedades de completar espacios. Sin rodeos que son confusas una gran cantidad de conceptos relacionados.

  • "Cerrado" es una propiedad topológica. "Completa" es una propiedad de la métrica espacios sólo. $[0,1]$ es cerrado en $\mathbb R$ $[0,1] \cap \mathbb Q$ es cerrado en $[0,1] \cap \mathbb Q$.
  • "Cerrado" sólo tiene sentido en relación a que contiene un espacio topológico. "Completa" es una propiedad intrínseca.
  • "El límite de puntos" puede ser definida sólo en términos de bloques abiertos y la topología. Conjuntos cerrados contienen todas sus límite de puntos en cualquier topológico conjunto.
  • "Integridad" significa que si una secuencia intenta converger, luego hs algo que en realidad convergen. "Convergencia" sólo tiene sentido en espacios métricos. Esto no es cierto para $\mathbb Q$ donde las secuencias podría tratar de converger a $\sqrt 2$ por ejemplo. (1, 1.4, 1.41, 1.414... es una secuencia).

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X