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Conectado espacio topológico tal que la eliminación de cualquiera de sus puntos se desconecta en exactamente $3$ componentes conectados?

$\mathbb R$ tiene la propiedad de ser conectado a un espacio que se divide en $2$ componentes conectados por la eliminación de cualquiera de sus puntos.

Estoy tratando de generalizar esta propiedad mediante la construcción de un conectada (de lo contrario un $4$ elementos del conjunto con la topología discreta) espacio topológico tal que la eliminación de cualquiera de sus puntos te deja con exactamente $3$ de componentes conectados, o por la demostración de que dicho espacio no puede existir.

Hay espacios con esta propiedad?
Si es así, cómo se comporta bien pueden ser en términos de la primera y segunda countability y separación de los axiomas?

16voto

Don MacAskill Puntos 1048

Otra idea que creo que iba a trabajar con algunos de comprobación de detalles: comience con el siguiente auto-similar gráfico de $G$. enter image description here

Aviso que la eliminación de cualquier mitad-borde abierto (incluyendo un extremo y se excluye a los otros) le dejo con tres de los componentes conectados. Elija algunos vértice $v$. Entonces, si queremos eliminar una (semi-abierta) borde, tomar el extremo cerrado de la orilla para ser el final que está "más allá" de $v$. De esta manera, tenemos una coherente y bien definida (por lo menos, se podría hacer así que con un poco de limpieza) para quitar un borde que se desconecte el espacio en 3 de los componentes conectados. Ahora, forma el cociente del espacio de $X = G/\sim$ donde $x\sim y$ si $x$ $y$ están en la misma mitad-borde abierto, y el punto de $v$ elegido anteriormente satisface $v\sim p$ si y sólo si $v = p$. La eliminación de un punto de este cociente es esencialmente equivalente a la extracción de los elegidos vértice $v$ o la mitad de un borde abierto de la gráfica de $G$, y por lo $X\setminus\{x\}$ debe tener tres componentes conectados para cualquier $x\in X$.


Esta construcción debe generalizar a dar espacios conectados que han $n$ componentes conectados para cualquier $n\geq 2$ después de la eliminación de cualquier punto (tomar un gráfico como $G$ $n$ bordes proveniente de cada vértice y realizar un análogo del cociente de la operación).

9voto

DiGi Puntos 1925

Deje $X$ ser el conjunto de todas las secuencias finitas $\langle x_0,\ldots,x_n\rangle$ tal que $n\in\Bbb N$, e $x_k\in\Bbb R^+$$k=0,\ldots,n$. Para $r>0$ $x=\langle x_0,\ldots,x_n\rangle\in X$ deje $B(x,r)$ el conjunto de puntos de $y=\langle y_0,\ldots,y_m\rangle\in X$ tal que

  • $m\ge n$;
  • $y_k=x_k$ $k<n$ ;
  • $|y_n-x_n|<r$; y
  • $|y_k|<r$ $n<k\le m$.

A continuación, $\{B(x,r):x\in X\text{ and }0<r\in\Bbb R\}$ es una base para un conectada topología $\tau$$X$. De hecho, para cada una de las $\langle x_0,\ldots,x_n\rangle\in X$ el subespacio

$$\{\langle x_0,\ldots,y_{n-1},x\rangle\in X:x\in\Bbb R^+\}$$

es homeomórficos a $\Bbb R^+$ con la topología usual, por lo $X$ es aún ruta de acceso conectado.

Ahora vamos a $x=\langle x_0,\ldots,x_n\rangle\in X$, y deje $Y=X\setminus\{x\}$. A continuación, $Y$ dispone de los siguientes tres componentes:

  • $C_0(x)=\{\langle y_0,\ldots,y_m\rangle\in X:m\ge n\text{ and }y_n>x_n\text{ and }y_k=x_k\text{ for }k=0,\ldots,n-1\}$

  • $C_1(x)=\{\langle y_0,\ldots,y_m\rangle\in X:m>n\text{ and }y_k=x_k\text{ for }k=0,\ldots,n\}$

  • $C_2(x)=Y\setminus\big(C_0(x)\cup C_1(x)\big)$

La idea intuitiva es sencillo y es esencialmente el mismo que el de Kaj Hansen's respuesta. Empezamos con $\Bbb R^+$; puntos en los que corresponden a las secuencias en $X$ de la longitud de la $1$. Para cada punto de $x\in\Bbb R^+$ le adjunte una copia de $[0,\to)=\{0\}\cup\Bbb R^+$ mediante la identificación de las $0$$[0,\to)$$x$; la secuencia de $\langle x,y\rangle\in X$ a continuación, se corresponde con el punto de $y$ en la copia de $[0,\to)$ conectado a $x$. La topología es la inducida por el llamado de la selva del río de la métrica en $\Bbb R^+\times\Bbb R^+$.

A continuación, hacemos de nuevo: para cada punto de $\langle x,y\rangle$ le adjunte una copia de $[0,\to)$ mediante la identificación de $\langle x,y\rangle$ $0$ de que la copia de $[0,\to)$, y ampliamos la topología en una forma análoga. Seguimos adelante para obtener secuencias de arbitraria de longitud finita. El espacio de $X$ es el límite de lo finito etapas de esta construcción.

8voto

Kaj Hansen Puntos 15355

Para cada punto de $(n, 0,0) \in [0, 2\pi] \times (0, 0) \subset \mathbb{R}^3$, conectar un segmento de $L_n$ que es ortogonal a la $x$-eje, tiene un extremo en $(n, 0,0)$, y está en un ángulo de $n$ radianes relativa a la $z$-eje. Aviso que la eliminación de cualquier punto a lo largo de $[0, 2\pi] \times (0, 0)$ resultados en un espacio con $3$ de los componentes conectados.

El problema es que el mismo no se puede decir si le quite puntos a lo largo de cualquiera de los segmentos de $L_n$. Para remediar esto, repetimos el proceso anterior en cada una de las $L_n$, la elección de la longitud de cada segmento lo suficientemente pequeño como para ser discontinuo con todo lo construido hasta el momento. Mirando un bijection entre cada una de las $L_n$ $[0, 2\pi]$ nos dirá cómo "ángulo" de estos segmentos como fijáramos.

La eliminación de cualquier punto en $[0, 2\pi] \times (0,0)$ o en cualquier punto en cualquier $L_n$ rendimientos $3$ de los componentes conectados. Sin embargo, esto no es cierto de cualquiera de los recién agregado segmentos, por lo que ahora debemos repetir el proceso de nuevo en cada uno de ellos. Repetir ad infinitum, y deje $X$ ser la unión de $[0, 2\pi] \times (0,0)$ y todos los segmentos de cada iteración del proceso. $X$ tiene la propiedad deseada.

Este es sin duda un extraño, fractalmente lío, pero creo que debería funcionar, ya que parece que cada vez que queremos adjuntar un segmento en un momento dado, hay un valor distinto de cero de la distancia entre ese punto y todo lo demás ya construidos.


El $n=4$ de los casos pueden ser abordados por dejar que cada nuevo segmento de pasar por el punto en el tramo existente a la que se adjunta, como se opuso a que el mero hecho de ser un extremo. Sin embargo, no tengo idea de cómo abordar el resto de casos $n\geq 5$. Si alguien tiene ideas o referencias (o críticas/preocupaciones con respecto a la anterior construcción), por favor comente.

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