トポロジカルスペース(空間)に対して、コンパクトサブセット(部分集合)とサブスペース(部分空間)のインターセクション(共通集合)は必ずしもサブスペース(部分空間)上でコンパクトではないことの記述/証明
話題
About: トポロジカルスペース(空間)
この記事の目次
開始コンテキスト
- 読者は、トポロジカルスペース(空間)のコンパクトサブセット(部分集合)の定義を知っている。
- 読者は、サブスペース(部分空間)トポロジーの定義を知っている。
- 読者は、ユークリディアントポロジーの定義を知っている。
ターゲットコンテキスト
- 読者は、あるトポロジカルスペース(空間)に対して、あるコンパクトサブセット(部分集合)とあるサブスペース(部分空間)のインターセクション(共通集合)は必ずしも当該サブスペース(部分空間)上でコンパクトでないという命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義の一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題の一覧があります。
本体
1: 記述
あるトポロジカルスペース(空間)\(T\)、あるコンパクトサブセット(部分集合)\(S \subseteq T\)、あるサブスペース(部分空間)\(T_1 \subseteq T\)に対して、インターセクション(共通集合)\(S \cap T_1\)は必ずしも\(T_1\)上でコンパクトではない。
2: 証明
一つの反例で十分だ。\(T = \mathbb{R}^2\)でユークリディアントポロジーを持ったもの、\(S = \overline{B_{p-\epsilon}}\)、\(T_1 = B_{p-\epsilon}\)、ここで、\(B_{p-\epsilon}\)は\(p\)を中心とする\(\epsilon\)-半径のオープンボール(開球)であり、上線はクロージャー(閉包)を示す、を取ろう。\(S \cap T_1 = B_{p-\epsilon}\)は\(B_{p-\epsilon}\)上でコンパクトでない。
3: 注
もしも、\(S \subseteq T_1\)であれば、\(S\)は必ず\(T_1\)上でコンパクトである、任意のトポロジカルスペース(空間)に対して、任意のサブスペース(部分空間)サブセット(部分集合)でベーススペース(空間)でコンパクトであるものは当該サブスペース(部分空間)でコンパクトであるという命題によって。その違いに注意しよう。