Autor Tema: Espacio normal

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04 Enero, 2023, 10:58 pm
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Karen Rengifo

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
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¡Hola, ¿alguien podría ayudarme a resolver este ejercicio?
Sea \( X \) normal. Probar que todo \( F_\sigma \) conjunto en \( X \) es también normal.

05 Enero, 2023, 08:14 am
Respuesta #1

Luis Fuentes

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Hola

¡Hola, ¿alguien podría ayudarme a resolver este ejercicio?
Sea \( X \) normal. Probar que todo \( F_\sigma \) conjunto en \( X \) es también normal.

Mira por aquí:

https://math.stackexchange.com/questions/277251/if-x-is-normal-and-a-is-a-f-sigma-set-in-x-then-a-is-normal-how-c

Saludos.

06 Enero, 2023, 12:06 am
Respuesta #2

Karen Rengifo

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
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Hola, si la revise, pero quisiera saber si se puede realizar directamente con las hipótesis, porque el lema mencionado no lo hemos visto en el curso.

06 Enero, 2023, 12:37 am
Respuesta #3

geómetracat

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La primera respuesta del enlace no usa ningún lema y es una demostración bastante directa a partir de las hipótesis. Si hay algo que no entiendas o en lo que tengas dudas de esa demostración dilo y lo miramos con más detalle.
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)

07 Enero, 2023, 06:27 pm
Respuesta #4

Karen Rengifo

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
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Hola nuevamente, no logro comprender porque realizan la construcción de los conjuntos abiertos de $$U_n$$ y $$V_n$$.

08 Enero, 2023, 04:35 pm
Respuesta #5

Luis Fuentes

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Hola

Hola nuevamente, no logro comprender porque realizan la construcción de los conjuntos abiertos de $$U_n$$ y $$V_n$$.

No me queda clara tu duda.

La idea (grosoo modo) es que por el hecho de ser \( A \) un \( F_\sigma \) conjunto, es unión contable de cerrados. Entonces cualquier par de cerrados disjuntos de \( A \) se expresan como unión contable de cerrados disjuntos. Se construye una familia de abiertos \( U_n,V_n \) separando tales familias de cerrados, usando la normalidad del espacio dado. La unión de esas familias de abiertos nos da los abiertos que separan los cerrados iniciales.

Por en medio hay que tener cuidado con los detalles, que tienen alguna sutileza.

Entonces no se si tus dudas están en los detalles (señala donde) o en la idea general.

Saludos.

08 Enero, 2023, 11:20 pm
Respuesta #6

Karen Rengifo

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Hola, exactamente cuando construye los conjuntos \( U_n \) y \( V_n \) que cumplen las 4 condiciones allí mencionadas.

1. \( H_0\subset U_0\subset cl_X U_0\subset X\setminus cl_X K \);
2. \( K_0\subset V_0\subset cl_XV_0\subset X\setminus (cl_XH\cup cl_XU_0) \);
3. \( H_{n+1}∪cl_XU_n\subset U_{n+1}\subset cl_XU_{n+1}\subset X\setminus (cl_XK \cup cl_XV_n) \) para cada \( n\in \mathbb{N} \); y
4. \( K_{n+1}\cup cl_XV_n\subset V_{n+1}\subset cl_XV_{n+1}\subset X\setminus (cl_XH \cup cl_XU_{n+1}) \) para cada \( n\in \mathbb{N} \)


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Por favor, usa LaTeX para las fórmulas. Enciérralas entre [tex]...[/tex] ó $$...$$.

Por ejemplo:

[tex]K_{n+1}\cup cl_XV_n\subset V_{n+1}\subset cl_XV_{n+1}\subset X\setminus (cl_XH \cup cl_XU_{n+1})[/tex]

para obtener:

\( K_{n+1}\cup cl_XV_n\subset V_{n+1}\subset cl_XV_{n+1}\subset X\setminus (cl_XH \cup cl_XU_{n+1}) \)

09 Enero, 2023, 09:22 am
Respuesta #7

geómetracat

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No me queda muy claso si tu duda es por qué se construye esa sucesión de abiertos, o cómo se construye.

Sobre el por qué se construye, la idea para obtener dos abiertos disjuntos \( U,V \) de los conjuntos (cerrados en el \( F_\sigma \), \( A \)) \( H,K \) es ir obteniendo abiertos \( U_n, V_n \) disjuntos de \( X \) que contengan a \( H_n := H \cap F_n \) y \( K_n := K \cap F_n \), de manera que \( U_n \subseteq U_{n+1} \) y \( V_n \subseteq V_{n+1} \). Esto nos asegura que cada \( U_n \) es disjunto con \( V_i \) para todo \( i \leq n \) y que \( V_n \) es disjunto con \( U_i \) para todo \( i\leq n \). Entonces, \( U:= \bigcup_n U_n \) y \( V := \bigcup_n V_n \) son dos abiertos que contienen a \( H, K \) respectivamente (porque \( H = \bigcup_n H_n \) y \( K = \bigcup_n K_n \)) y \( U\cap V = \emptyset \) porque si \( x \in U \cap V \) entonces \( x \in U_n \) para algún \( n \) y \( x \in V_m \) para algún \( m \), luego \( x \in U_n \cap V_m = \emptyset \), por como hemos construido la sucesión.

Sobre cómo construir la sucesión, pongo una versión un poco distinta de la del hilo de stackexchange, sin tanta clausura y que a mí personalmente me resulta más sencilla, a ver si esta la entiendes mejor.
Lo primero es darse cuenta que, aunque \( H,K \) no son necesariamente cerrados en \( X \), cada \( H_n, K_n \) sí lo son, porque son cerrados de \( F_n \) que es cerrado en \( X \). Por tanto, podemos aplicar la hipótesis de normalidad de \( X \) a estos conjuntos y obtener, para cada \( n \), dos abiertos  de \( X \) disjuntos \( U_n', V_n' \) que contienen \( H_n, K_n \) respectivamente. El problema con los \( U_n',V_n' \) es que no es una sucesión creciente de abiertos, es decir, no tiene por qué cumplirse que \( U_n' \subseteq U_{n+1}' \). Por tanto, lo que hacemos ahora es modificarla para obtener otro par de sucesiones que sí cumplan eso. Definimos \( U_0 := U_0', V_0 := V_0' \). Y ahora, supuesto que tenemos definido ya \( U_n, V_n \), definimos \( U_{n+1} := U_n \cup (U'_{n+1} \setminus F_n)  \) y similarmente, \( V_{n+1} := V_n \cup (V'_{n+1} \setminus F_n)  \).

Claramente, por como hemos construido los conjuntos, se cumple que \( U_n \subseteq U_{n+1} \) y \( V_n \subseteq V_{n+1} \). Además, son abiertos en \( X \), porque \( U_n \) es abierto (por hipótesis de inducción) y \( U'_{n+1} \setminus F_n \) es la diferencia de un abierto en \( X \) y un cerrado en \( X \). Es fácil ver que contienen a \( H_{n+1}, K_{n+1} \), usando \( H_{n+1} \subseteq U_{n+1}' \) y \( H_n \subseteq U_n \) (esto último por hipótesis de inducción). Y finalmente, son disjuntos, porque si \( x \in U_{n+1} \cap V_{n+1} \), o bien \( x \in F_n \) en cuyo caso tenemos \( x \in U_n \cap V_n = \emptyset \) (por hipótesis de inducción), o bien \( x \in F_{n+1} \setminus F_n \) en cuyo caso \( x \in U_{n+1}' \cap V_{n+1}' = \emptyset \).
Por tanto, este par de sucesiones de abiertos cumple todo lo que necesitábamos, y definiendo \( U = \bigcup_n U_n, V = \bigcup_n V_n \) tenemos que \( U \cap A, V \cap A \) son abiertos disjuntos de \( A \) que contienen a \( H, K \) respectivamente. Luego \( A \) es normal.
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)