5 votos

Componentes y conectividad

Tenía la esperanza de obtener una sugerencia para el siguiente problema (4.48 de Análisis Matemático por T. Apostol que estoy tratando de auto-estudio). Si $S$ es una abierta conjunto conectado en $\mathbb{R}^n$ $T$ es un componente de $(\mathbb{R}^n-S),$ estoy para demostrar que $(\mathbb{R}^n - T)$ está conectado.

No tengo mucho, sólo algunas observaciones:

  • Si sostengo, hacia contradicción, que $(\mathbb{R}^n - T)$ se desconecta, a continuación, $(\mathbb{R}^n - T) = A \cup B$ $A,B$ discontinuas y abierta en $(\mathbb{R}^n - T)$. Ahora, no podemos tener tanto en $S \cap A$ $S \cap B$ no vacío, de lo contrario, $S = (S \cap A) \cup (S \cap B)$ se desconecta. Para que pueda llevar a $S \subset A$.
  • Desde $S$ está abierto, $(\mathbb{R}^n - S)$ es cerrado.
  • Aquí hay otro pensamiento que viene a la mente: estoy seguro de que debe haber algo especial acerca de $\mathbb{R}^n$ aquí, pero yo no estoy viendo. Por ejemplo, para $n=1$, $S$ es un intervalo abierto. Por lo tanto, $(\mathbb{R}-S)$ es de uno o dos intervalos cerrados en un extremo y el infinito en el otro. A continuación, $T$ es de $(\mathbb{R}-S)$ en la primera situación, o exactamente una de estas mitades en el último. Independientemente, esto deja a $(\mathbb{R}-T)$ un intervalo abierto, que está conectado en $\mathbb{R}$. Por lo $n=1$ es razonablemente clara, pero en general el $n$ no es obvio para mí.

3voto

Mirko Puntos 5620

Sugerencia.
Primero probar que si $K$ es cualquier componente de $(\mathbb{R}^n-S)$, $S\cup K$ está conectado.

Algunos detalles:

Es fácil ver que $K$ es cerrado. Tampoco puede ser abierto, ya que esto le partición $\mathbb{R}^n$. Si $p$ es cualquier límite de punto de $K$$p\in\overline{S}$, de lo contrario, podríamos añadir una pequeña bola de $p$ y obtener una estrictamente mayor que $K$ conectado conjunto de desaparecidos $S$, una contradicción. De ello se desprende que $S\cup\{p\}$ $K$ son dos conjuntos no vacíos de la intersección, por lo que su unión está conectado.

El próximo representar a $(\mathbb{R}^n-T)$ como la unión de una familia de conjuntos conectados que tienen un no-vacío intersección:

De hecho, $(\mathbb{R}^n-T)=\bigcup\{S\cup K: K$ es un componente de $(\mathbb{R}^n-S)$$K\not=T \}$ .

Edit.
No necesitamos suponer que $S$ está abierto.

Si $S$ no necesita ser abierta, $K$ (en la notación introducida por encima) no necesita ser cerrado en $\mathbb{R}^n$. Pero, al igual que antes, $K$ no puede ser abiertas y cerradas, por lo que tiene un no-vacío límite de $\mathrm{Bd\,}K$. Pick $p\in\mathrm{Bd\,}K$. Si $p\in S$ $S$ $K\cup\{p\}$ son dos conjuntos no vacíos de la intersección, por lo que su unión $S\cup K$ está conectado. Si $p\not\in S$, $p\in K$ (desde $K\cup\{p\}$ está conectado y $K$ es un componente de $(\mathbb{R}^n-S)$, es decir, un máximo conectado subconjunto). Como antes debemos tener ese $p\in\overline S$, $S\cup\{p\}$ $K$ son dos conjuntos no vacíos de la intersección, por lo que su unión $S\cup K$ está conectado.

Lo anterior puede ser generalizado como sigue.
Supongamos que $X$ está conectado a un espacio topológico y $S$ está conectado a un subconjunto. Supongamos también que $\overline S\cap \overline K\not=\emptyset$ para cada componente de $K$$X-S$. Entonces, si $T$ es cualquier componente de $X-S$, tenemos que $X-T$ está conectado.

La condición por encima de ese $\overline S\cap \overline K\not=\emptyset$ sin duda vale si $X$ está conectado localmente. De hecho, si $\overline S\cap \overline K=\emptyset$ $\overline K$ es un conjunto conectado falta $S$, por lo tanto $K=\overline K$, es decir, $K$ es cerrado. Pero $K$ también está abierto, como un componente) en $X-\overline S$ desde $X-\overline S$ está conectado localmente (se abrirá en el conectado localmente $X$). A continuación, $K$ es tanto lo abierto y lo cerrado en $X$, una contradicción.

No sé si la condición que $X$ está conectado localmente es necesario. Quizás $\overline S\cap \overline K\not=\emptyset$ sostiene siempre, independientemente de si $X$ está conectado localmente o no? He publicado esto como una cuestión separada .

Edit. Mi pregunta aparte, se respondió (con un enlace a la respuesta de otra pregunta mayores). De hecho, hay un espacio de $X$ (que no es localmente conectado a sólo dos puntos), conectado a un subconjunto $S$ (que en este ejemplo es un singleton $\{(0,1)\}$, pero pueden ser abiertos mediante la adopción de un barrio pequeño), y un componente $K$ $X\setminus S$ (es decir, $K=\{(0,0)\}$ nuevo un singleton) tales que $\overline S\cap \overline K=\emptyset$.

Pregunta (que no voy a publicar por ahora ya es demasiado tarde, por favor siéntase libre de publicar por separado si así lo desea). Suponga que $X$ está conectado a un espacio topológico, $S$ está conectado a un subconjunto, y $T$ es un componente de $X\setminus S$. Es $X\setminus T$ conectado? A mi en particular la prueba de que aquí no trabajo en general, pero tal vez la respuesta es no obstante sí, con otra prueba?

0voto

tjerk Puntos 81

Cosas como el problema fue discutido hace algunos años en Preguntar
un Topologist, la topología foro donde reside en los archivos.

Puesto que S es abierto y R^n conectados y conectado localmente, puede haber algunos atajos para estos resultados de mis notas,
cada dependend a la anterior. La última se generaliza su
problema. Las pruebas no son largos, pero en todos es complicado.

A,B, separados cuando Una tapa de cl B y B cap cl Un vacío.
S es un espacio topológico con K subconjunto de U.

1 separados a,B, cerrado K, S\K = Una taza de B implica Una taza de K cerrado
2 conectado S,K, separados a,B, S\K = Una taza de B implica Una taza de K conectado
3 conectado S,K, Una clopen dentro de S\K implica Una taza de K conectado
4 conectado S,K, C componente conectado S\K implica S\C conectado

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