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¿Cómo se sientan las topologías Hausdorff compactas en el entramado de todas las topologías en un sistema?

Esta pregunta es sobre el espacio de todas las topologías en un conjunto fijo X. se puede ordenar las topologías mediante el refinamiento, por lo que que τ ≤ σ sólo en caso de que cada τ conjunto abierto es abierto en σ. Equivalentemente, podemos decir en este caso que τ es más grueso que σ, que σ es más fino que τ o que σ refina τ. (Ver wikipedia en la comparación de topologías.) El menor elemento de este orden es la topología indiscreta y el más grande de la topología es la topología discreta.

Uno puede mostrar que la colección de todas las topologías en un conjunto fijo es un completo entramado. En sentido descendente, por ejemplo, la intersección de cualquier colección de topologías en X sigue siendo una topología sobre X, y esta intersección es el más grande de la topología de la figura en todos ellos. Del mismo modo, la unión de cualquier número de topologías genera un menor topología que contiene la totalidad de ellos (por el cierre de bajo finito intersecciones arbitrarias y sindicatos). Por lo tanto, la colección de todas las topologías en X es una completa celosía.

Tenga en cuenta que el pacto topologías se cerró a la baja en este entramado, ya que si una topología τ tiene menos abrir conjuntos de y σ σ es compacto, entonces τ es compacto. Del mismo modo, el Hausdorff topologías están cerradas hacia arriba, ya que si τ es Hausdorff y que figuran en el σ, entonces σ es Hausdorff. Por lo tanto, el pacto topologías habitan la parte inferior de la celosía y el Hausdorff topologías de la la parte de arriba.

Estas dos colecciones se besan en el pacto Hausdorff topologías. Además, estos besos puntos, el compacto de Hausdorff topologías, forma un antichain en el celosía: no hay dos de ellos son comparables. Para ver esto, supongamos que τ subconjunto σ son a la vez compacto Hausdorff. Si U es abierto con respecto a σ, entonces el complementar C = X - U es cerrado con respecto a σ y por lo tanto compacto, con respecto a σ en el subespacio topología. Por lo tanto C es también compacto, con respecto a τ en la topología de subespacio. Desde τ es Hausdorff, este implica (un elemental ejercicio) que C es cerrado con respecto a τ, y por lo que U es en τ. Así τ = σ. Por lo tanto, no hay dos distintos compacto Hausdorff topologías son comparables, y por lo que estas topologías se extienden hacia los lados, formando un antichain de la red.

Mi primera pregunta es, el compacto de Hausdorff topologías forma una máxima antichain? De manera equivalente, es cada topología comparable con un compacto Hausdorff topología? [Edit: François señala un fácil contraejemplo en los comentarios de abajo.]

Una versión más débil de la pregunta es simplemente si cada una de las compacto topología es refinado por un compacto Hausdorff topología, y del mismo modo, si cada una de Hausdorff topología refina un compacto Hausdorff topología. En virtud de lo circunstancias es un compacto de la topología de refinado por una única compacto Hausdorff topología? ¿Bajo qué circunstancias se hace un Hausdorff topología de refinar un único compacto de Hausdorff topología?

¿Qué otras características topológicas además de un diseño compacto y Hausdorffness han iluminando la interacción con este celosía?

Por último, ¿qué tipo de celosía propiedades de la celosía de topologías de exhibición? Por ejemplo, la celosía ha átomos, ya podemos formar el casi-topología indiscreta tener sólo un trivial conjunto abierto (y cualquier subgrupo no trivial va a hacer). De ello se desprende que cada topología es la menos superior obligado de los átomos debajo de ella. El entramado de las topologías es complementa. Pero el entramado no es distributiva (cuando X tiene al menos dos puntos), ya que se incrusta N5 por el las topologías que implican {x}, {y} y la topología generada por {{x},{x,y}}.

72voto

Rontologist Puntos 2350

De hecho, hay espacios que son "un mínimo de Hausdorff" -- no tienen más gruesas de Hausdorff topología-pero no compacto. Resulta que estos espacios son "H-cerrado" (cada apertura de la tapa tiene un número finito de la subfamilia cuyos cierres de la tapa) y el semi-regular (de la colección regular de abrir conjuntos de formar una base). Un mínimo espacio de Hausdorff compacto exactamente cuando es Urysohn. Espacios de los que tienen más grueso mínimo de Hausdorff topologías son llamados Katĕtov. Un "buen" ejemplo de un espacio que no es Katĕtov es el espacio de los números racionales $\mathbb{Q}$.

No estoy seguro acerca de espacios compactos, pero yo sospecho que un espacio de Hausdorff tiene un único grueso mínimo de Hausdorff topología exactamente cuando es H-cerrado. Una dirección de eso estoy seguro -- el semi-regularización de un H-espacio cerrado es mínima Hausdorff.

Por el camino, (uno de los) LIBRO(s) sobre este tema es el de las Extensiones y de los absolutos de Hausdorff espacios por Porter y Bosques, sin embargo se analizan los espacios de Hausdorff casi exclusivamente.

57voto

Eduard Wirch Puntos 199

Este es un wiki de la comunidad de las respuestas en los comentarios.

  • El compacto de Hausdorff topologías generalmente no forman un máximo antichain. Si X es infinito, división X en dos infinito mitades y poner la topología discreta en una mitad y la topología indiscreta en la otra mitad. (Comentario de François G. Dorais) Anexo: Sin suficiente Elección, el conjunto infinito $X$ puede ser amorfo. Amorfo conjuntos son precisamente los conjuntos infinitos para que este enfoque no funciona. Muy poca Opción es necesaria para asegurar que ninguna bestia existe. (Edición por Cameron Buie)

  • Hay una máxima compacto de la topología en una contables espacio que no es Hausdorff. Ver Steen & Seebach 99. (Comentario de Gerald Edgar)

  • Hay un mínimo de Hausdorff la topología en una contables espacio que no es compacto. Ver Steen & Seebach 100. (Comentario de François G. Dorais)

  • Los ejemplos pueden ser elevados a cualquier cardinalidad del espacio, simplemente por el uso distinto de la suma con cualquier compacto de Hausdorff espacio. (Comentario de Gerald Edgar)

  • Cada conjunto admite un compacto Hausdorff topología, por topologizing como el punto de compactification de la discreta estructura de espacio en el complemento de cualquier punto. (Respuesta a continuación por Cameron Buie)

(Siéntase libre de modificar y ampliar)

8voto

rvf Puntos 827

Veo que tengo un poco tarde a la fiesta. He aquí una respuesta a la siguiente pregunta que usted pide en los comentarios de arriba:

"[E]s es concebible que es una corriente débil principio de que cada conjunto tiene un compacto Hausdorff topología?"

De hecho, no hay ninguna necesidad de cualquier principio de elección en todos, si por finito, nos referimos en bijection con un número natural (o algo equivalente), no Dedekind-infinito. Obviamente, el conjunto vacío es sólo topología compacto de Hausdorff.

Supongamos $X$ es un conjunto no vacío, fix $x\in X$, y deje $Y:=X\setminus\{x\}.$ Ahora vamos a $\mathcal T$ ser el conjunto de todos los subconjuntos de a $U$ $X$ tales que (1) $U\subseteq Y$ o (2) $x\in U$ $X\setminus U$ es finito. A continuación, $\mathcal T$ es un compacto Hausdorff la topología en $X.$, En particular, si $X$ es infinito, $\langle X,\mathcal T\rangle$ es homeomórficos a la Alexandrov, en un punto de compactification de $Y$ en la topología discreta; si $X$ es finito, entonces $\mathcal T$ es discreto.

3voto

Russ Warren Puntos 1184

La mayoría de esto es clásica, comenzando con el libro de memorias por Alexandrov y Urysohn, en el que se introdujo la noción de que el compacto de Hausdorff espacio (como bicompact), y también de los absolutamente espacio cerrado (cerrado en cualquier Hausdorff superspace), incluyendo una amplia discusión de los mismos. Este y el mínimo de espacios de Hausdorff, y los relacionados con la materia, está muy bien presentada como ejercicios en los Bourbaki Topología General; también Engelking se tratan estos temas en su clásica monografía (que tuvo varias ediciones). No hace falta decir, un número de trabajos de investigación se dedicó a mínimos espacios de Hausdorff y similares.

Es fácil ver por qué la norma Euclidiana de la topología en el espacio de los números racionales no puede ser debilitado para un compacto de la topología. La clave es: propiedad de Baire.

Un bonito resultado general de este tipo apareció en mi papel, un Mínimo de Hausdorff Espacios y $T_1$-Bicompacta, los Soviéticos DAN 1968, v. 178, pp 24-26. Vamos a hablar de $T_1$-espacios sólo, de modo que completa regularidad implica Hausdorff. Teorema 1' estados:

Deje un espacio completamente regular ser una contables de la unión de su denso en ninguna parte (es decir, tener vacío interior) compacto subconjuntos. A continuación, su topología no dominar cualquier mínimo Hausdorff topología.

Todavía más general, pero más fácil de probar) es el Teorema 1 no:

Deje un espacio de Hausdorff $X$ ser una contables de la unión de su denso en ninguna parte (es decir, cerrado y tener vacío interior) compacto subconjuntos. Suponga también que es un subespacio denso de un espacio de Hausdorff, que tiene la propiedad de Baire. Luego de la topología de $X$ no dominar cualquier mínimo Hausdorff topología.

La formulación del Teorema 1 se sugiere cómo demostrar el Teorema de la 1'.

NOTA: en el documento publicado por la formulación del Teorema 1' perdidas palabra contables (aparece en el Teorema 1).

1voto

Will Brian Puntos 1370

"¿Bajo qué circunstancias se hace una topología de Hausdorff [correctamente] refinar un único compacto Hausdorff topología?"

Si $X$ es localmente compacto (no compacto Hausdorff), a continuación, $X$ refina infinitamente muchos distintas compacto Hausdorff topologías. Sin embargo, también hay ejemplos de (no-compacto Hausdorff) espacios de $X$ que afinar un único compacto Hausdorff topología.

Teorema: Si $X$ es un no-compacto, localmente compacto Hausdorff topología que refina al menos un compacto Hausdorff topología, luego se refina al menos $|X|$ compacto Hausdorff topologías.

Prueba: Ver la prueba de la Proposición 4.3 de este documento. La idea básica es tomar un punto de compactification de $X$, luego tomar el punto en el infinito y la cola de la espalda hacia abajo en cualquier punto de $X$. Ahora usted tiene una topología compacto Hausdorff, y refinado por $X$. La elección de los diferentes objetivos para el encolado se traducirá en diferentes topologías. QED. [Nota: Estas topologías, aunque diferentes, puede ser homeomórficos, por ejemplo si $X$ es la línea real.]

En contraste, tenemos el siguiente ejemplo. Deje $I = [0,1]$ (en el conjunto, no en el espacio topológico). Deje $\sigma$ denotar la topología usual en $I$, y deje $\langle \sigma,A \rangle$ denotar la topología en $I$ con subbasis $\sigma \cup \{A\}$. Deje $A = I \setminus \{\frac{1}{n}:n \geq 1\}$. Entonces yo reclamo que $\sigma$ es el único compacto Hausdorff topología refinado por $\langle \sigma,A \rangle$.

Deje $\tau$ ser cualquier compacto de Hausdorff topología que es refinado por $\langle \sigma,A \rangle$.

Observe que si $a > 0$ $\sigma$ $\langle \sigma,A \rangle$ está de acuerdo en $[a,1]$. Además, desde el $[a,1]$ es compacto Hausdorff, pasando a $\tau$ no va a cambiar su topología, ya que cualquier estrictamente grueso de la topología en $[a,1]$ no es Hausdorff. Por lo tanto $\sigma$ $\tau$ está de acuerdo en todos los $[a,1]$, y de ahí en $(0,1]$.

Por lo tanto $\tau$ es un (Hausdorff) en un punto de compactification de $(0,1]$ (con la topología usual). Pero sólo hay uno de esos! Por lo $\langle \sigma,A \rangle$ es refinado por sólo un compacto Hausdorff topología, es decir,$\sigma$.

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