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Munkres, capítulo 2, pregunta sobre la familia de conjuntos localmente finitos

He estado repasando el texto de Topología de Munkres por mi cuenta, y no estoy seguro de que el siguiente argumento sea correcto. He buscado en Internet algunas respuestas alternativas y parece que los enfoques que otros han adoptado para este problema no son los mismos que yo he abordado, así que me preocupa estar cometiendo algunos errores conceptuales. El problema:

Sea {A $_{\alpha}$ } sea una colección de subconjuntos de X. Sea X= $\cup_{\alpha}$ A $_{\alpha}$ . Sea f: X $\rightarrow$ Y; supongamos que f $\mid$ A $_{\alpha}$ es continua para cada $\alpha$ . Una familia indexada de conjuntos {A $_{\alpha}$ } se dice que es localmente finito si cada punto de X tiene una vecindad que interseca a A $_{\alpha}$ sólo para un número finito de valores de $\alpha$ . Demuestre que si la familia {A $_{\alpha}$ } es localmente finito y cada A $_{\alpha}$ es cerrada, entonces f es continua.

Intento de solución:

Sea x $\in$ X. Dado que existe una vecindad U $_{x}$ de x que interseca a A $_{\alpha}$ para sólo un número finito de $\alpha$ , U $_{x}$ puede estar contenido en una colección finita de A $_{\alpha}$ 's. Así que x $\in$ U $_{x}$ $\subset$ $\cup_{i=1}^{n}$ A $_{i}$ $\subset$ X. Entonces, como cada A $_{i}$ es cerrado y f $\mid$ A $_{i}$ continua para cada i, por aplicación repetida del Lema de Pegado, f $\mid$$ \cup_{i=1}^{n} $A$ _{i} $ is continuous. Then, since U$ _{x} $ $ \N - Subconjunto $ $ \cup_{i=1}^{n} $A$ _{i} $, by restricting the domain (Theorem 18.2d), f$ \N - Medio $U$ _{x} $ continuous. Since it is given that such a neighborhood U$ _{x} $ exists for each x $ \en $ X, then X can be written as the union of open sets U$ _{x} $, where f$ \N - Medio $U$ _{x} $ is continuous for each x, and so by Theorem 18.2f (local formulation of continuity), f: X$ \N -rightarrow$Y es continua.

Siento que me estoy perdiendo algo, o haciendo algunas suposiciones incorrectas. Se agradece cualquier ayuda.

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DiGi Puntos 1925

Su argumento está bien. Una alternativa que puedes haber encontrado es primero probar el hecho muy útil de que las familias localmente finitas son preservadoras del cierre, lo que significa que si $\mathscr{C}$ es cualquier familia de conjuntos localmente finita, $\operatorname{cl}\bigcup\mathscr{C}=\bigcup_{C\in\mathscr{C}}\operatorname{cl}C$ .

Entonces dejemos que $F$ sea cualquier subconjunto cerrado de $Y$ y para cada $a\in A$ dejar $C_\alpha=(f\upharpoonright A_\alpha)^{-1}[F]\subseteq A_\alpha$ . Entonces $C_\alpha$ está cerrado en $A_\alpha$ (ya que $f\upharpoonright A_\alpha$ es continua) y por lo tanto en $X$ . Además, $\mathscr{C}=\{C_\alpha:\alpha\in A\}$ se ve fácilmente que es localmente finito, por lo que

$$f^{-1}[F]=\bigcup_{\alpha\in A}C_\alpha=\bigcup_{\alpha\in A}\operatorname{cl}C_\alpha=\operatorname{cl}\bigcup_{\alpha\in A}C_\alpha=\operatorname{cl}F\;,$$

y $F$ está cerrado.

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Esto es bueno. Acabo de elaborar su prueba también. Gracias.

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@mrmingus: De nada.

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@BrianM.Scott Espero que no te importe, pero tengo una pregunta sobre el OP que me gustaría dirigir hacia ti, ya que no estoy seguro de que mrmingus nos siga visitando. No me queda claro por qué $U_x \subseteq \bigcup_{i=1}^n A_i$ . ¿Qué lo garantiza? ¿Cómo se pasa de tener $U_x$ se cruzan con un número finito de $A_i$ a estar completamente cubierto por un número finito de ellos?

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