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Es el producto arbitrario de espacios métricos un espacio métrico?

Si $I_n = \{i \in \mathbb{N} : 1 \leq i \leq n\}$ e si $\mathcal{X}_n=\{(X_i,d_i) : i \in I_n\}$ es finito, de la familia de métricas espacios, sabemos que podemos hacer que su producto $X = \prod_{i \in I_n}X_i$ un espacio métrico mediante el establecimiento $d: X \times X \to \mathbb{R}$ a ser, simplemente, $d((p_1,\dots,p_n),(q_1,\dots,q_n))=|(d_1(p_1,q_1),\dots,d_n(p_n,q_n))|$ donde $|\cdot|$ es de alguna norma en $\mathbb{R}^n$ (he parecer este hecho en su mayoría con el $p$-norma).

Ahora, ¿qué pasa si hacemos lo siguiente. Deje $\Lambda$ ser arbitraria de indexación conjunto (puede ser incluso incontables), entonces tenemos una familia $\mathcal{X}_\Lambda = \{(X_\lambda, d_\lambda) : \lambda \in \Lambda\}$ de los espacios métricos. Definimos su producto:

$$X = \prod_{\lambda \in \Lambda}X_\lambda = \left\{f : \Lambda \to \bigcup_{\lambda \in \Lambda}X_\lambda : f(\lambda) \in X_\lambda, \forall \lambda \in \Lambda\right\},$$

es posible que, a continuación, para presentar una natural métrica en $X$ en términos de la métrica en cada una de las $X_\lambda$? En otras palabras: "es el producto arbitrario de espacios métricos un espacio métrico de nuevo?"

He parecer una pregunta similar aquí, pero creo que esta no es duplicado, ya que la pregunta era sobre los aspectos acerca de la categoría de espacios métricos.

Muchas gracias de antemano!

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Glutinous Puntos 206

No. Cada espacio métrico es de primera contables, y, por ejemplo, $\mathbb{R}^\mathbb{R}$ es no-contables.

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Matt Dawdy Puntos 5479

Iba a estropear la sorpresa: la métrica Amitesh Datta definido es de la categoría de producto en una categoría adecuada de la métrica de los espacios, pero

  • los morfismos en esta categoría deben ser débiles contracciones: es decir, si $f : M \to N$ es una de morfismos, entonces necesitamos $d_N(f(x), f(y)) \le d_M(x, y)$;
  • las métricas en esta categoría necesita tomar el valor de $\infty$; y
  • la inducción de la topología no es el producto de la topología.

El primer requisito hace isomorphisms en esta categoría, el mismo que isométrica isomorphisms, lo cual no es cierto de los habituales de la categoría de espacios métricos y continua de los mapas (que en realidad debería llamarse la categoría de metrizable espacios). Los habituales de la categoría de espacios métricos y continua de los mapas es un poco mal comportamiento, por ejemplo, categórica construcciones en esta categoría no vienen con natural métricas incluso cuando existan.

El segundo requisito es muy natural, por ejemplo, también permite colimits en una forma agradable. Ver Lawvere espacio métrico para obtener más detalles y este blog algunos detalles más sobre el caso especial de los espacios de Banach (aunque aquí no nos permiten infinitas valores de la métrica y por eso debemos restringir nuestra atención a un almacén de versión del producto).

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Amitesh Datta Puntos 14087

Se podría definir un espacio métrico $(X,d)$ por la regla de $d(x,y)=\sup_{\lambda\in \Lambda}{d_{\lambda}(x_{\lambda},y_{\lambda})}$.

Ejercicio 1: Es $(X,d)$ es un espacio métrico? Son los axiomas de una métrica satisfecho? (No estoy diciendo si o o no lo son; es un ejercicio para averiguarlo!)

También es pertinente que la topología desea inducir en el producto. Si $\Lambda$ es incontable, entonces no hay ninguna garantía de que el producto habitual de la topología en $X$ es metrizable. E. g., ver xyzzyx excelente contraejemplo.

Espero que esto ayude!

Edit: a Ver Qiaochu excelente respuesta a continuación en el que se analiza el $d$ I definido anteriormente con más detalle!

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