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¿Estos $\sigma$-álgebras en segundo espacios contables coinciden?

Hay una interesante propiedad de que si $(X,\mathcal{T})$ $(Y,\mathcal{S})$ son espacios topológicos, entonces el Borel $\sigma$-álgebra de $X\times Y$ con el producto de la topología incluye el producto $\sigma$-álgebra de Borel $\sigma$-álgebras de los respectivos espacios, y si los espacios son en realidad la segunda contables, estos dos $\sigma$-álgebras de coincidir.

¿Todavía si uno de los espacios es sólo conocido por ser un espacio métrico? Vamos a decir $(X,\mathcal{T})$ es segundo contable, sino $(Y,d)$ es sólo conocido por ser un espacio métrico. ¿Aún sostienen que el Borel $\sigma$-álgebra en $X\times Y$ es el mismo que el del producto $\sigma$-álgebra de Borel $\sigma$-álgebras en $X$$Y$?

Traté de tomar cualquier conjunto abierto $A$$X\times Y$. Desde $X$ es segundo contable, existe una contables base $\{U_n\}_{n\in\mathbb{N}}$. Así que para cualquier $n$$\epsilon>0$,$$V_{n,\epsilon}=\{y\in Y\mid\text{ for some }\delta>0, U_n\times B_{\epsilon+\delta}(y)\subset A\}.$$ [Here $ B_r(s)$ is the ball centered at $s$ of radius $r$.] I was then trying to show that $$ can be written as an arbitrary union of sets of form $U_n\times V_{n,\epsilon}$, with $\epsilon$ posiblemente diferentes, para probarlo. Hay una manera de profundizar en esta idea?

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Grzenio Puntos 16802

Deje $X$ ser un segundo contables de espacio métrico y deje $Y$ ser arbitraria espacio topológico. A continuación, el producto $\sigma$-álgebra $\mathcal{B}(X) \otimes \mathcal{B}(Y)$ $X \times Y$ es igual a la Borel $\sigma$-álgebra $\mathcal{B}(X \times Y)$ del producto $X \times Y$.

De hecho, es fácil mostrar que $\mathcal{B}(X) \otimes \mathcal{B}(Y) \subset \mathcal{B}(X\times Y)$ para todos los espacios topológicos $X$ $Y$ sin ningún tipo de supuestos, por lo que sólo voy a mostrar el reverso de la inclusión. Basta probar que cada conjunto abierto $U \subset X \times Y$ pertenece a $\mathcal{B}(X) \otimes \mathcal{B}(Y)$.

Su idea para demostrar que esto funciona:

Deje $\{B_n\}_{n=1}^\infty$ ser una contables de base para la topología de $X$.

Deje $U$ ser un no-vacío conjunto abierto en $X \times Y$ y poner $C_n = \bigcup \{ C \subset Y\,:\,C \text{ is open and } B_n \times C \subset U\}$, (por lo $C_n$ es el mayor conjunto abierto tal que $B_n \times C_n \subset U$).

Reclamo: $U = \bigcup_n B_n \times C_n$.

Prueba. Por definición,$U \supset B_n \times C_n$, por lo que esto vale también para la unión. Para el reverso de la inclusión, vamos a $(x,y) \in U$. Desde $U \subset X \times Y$ está abierto hay conjuntos de $B,C$ tal que $x \in B$$y \in C$$B \times C \subset U$. Desde $\{B_n\}_{n=1}^\infty$ es una base, hay algunas $n$ tal que $x \in B_n \subset B$, lo $C \subset C_n$ y, por tanto,$(x,y) \in B_n \times C_n$, y esto establece el reverso de la inclusión.$\qquad\qquad \square$

Desde $B_n \times C_n \in \mathcal{B}(X) \otimes \mathcal{B}(Y)$ se sigue que $U$$\mathcal{B}(X) \otimes \mathcal{B}(Y)$, como se desee.


Si dejamos caer el requisito de que $X$ ser el segundo contables entonces lo que hay que preguntar acerca de es falsa en general, consulte este MO-hilo:

Si $X$ es un espacio discreto y $|X| \gt \mathfrak{c}$, entonces la Borel $\sigma$-álgebra en $X \times X$ es estrictamente más fino que el producto $\sigma$-álgebra. Como Gerald Edgar puntos en los enlaces de hilo, la diagonal es un conjunto de Borel (ya que es cerrado), pero no en el producto $\sigma$-álgebra.

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