2025年6月22日日曜日

1174: トポロジカルスペース(空間)に対して、サブセット(部分集合)たちのインターセクション(共通集合)のクロージャー(閉包)はサブセット(部分集合)たちのクロージャー(閉包)たちのインターセクション(共通集合)内に包含されている

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トポロジカルスペース(空間)に対して、サブセット(部分集合)たちのインターセクション(共通集合)のクロージャー(閉包)はサブセット(部分集合)たちのクロージャー(閉包)たちのインターセクション(共通集合)内に包含されていることの記述/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



ターゲットコンテキスト



  • 読者は、任意のトポロジカルスペース(空間)に対して、任意のサブセット(部分集合)たちのインターセクション(共通集合)のクロージャー(閉包)は当該サブセット(部分集合)たちのクロージャー(閉包)たちのインターセクション(共通集合)内に包含されている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たちの一覧があります。

本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。


本体


1: 構造化された記述


ここに'構造化された記述'のルールたちがある

エンティティ(実体)たち:
\(T\): \(\in \{\text{ 全てのトポロジカルスペース(空間)たち }\}\)
\(J\): \(\in \{\text{ 全てのアンカウンタブル(不可算)かもしれないインデックスセット(集合)たち }\}\)
\(\{S_j \subseteq T \vert j \in J\}\):
//

ステートメント(言明)たち:
\(\overline{\cap_{j \in J} S_j} \subseteq \cap_{j \in J} \overline{S_j}\)
//


2: 注


等号は必ずしも成立しない、もしも、\(J\)がファイナイト(有限)である場合でも。

例えば、\(T = \mathbb{R}\)をユークリディアントポロジーを持つもの、\(\{S_1 = (-1, 0), S_2 = (0, 1)\}\)とすると、\(\overline{\cap_{j \in J} S_j} = \overline{(-1, 0) \cap (0, 1)} = \overline{\emptyset} = \emptyset \subset \cap_{j \in J} \overline{S_j} = \overline{(-1, 0)} \cap \overline{(0, 1)} = [-1, 0] \cap [0, 1] = \{0\}\)。


3: 証明


全体戦略: ステップ1: \(\cap_{j \in J} S_j \subseteq \cap_{j \in J} \overline{S_j}\)であり\(\cap_{j \in J} \overline{S_j}\)はクローズド(閉)であることを見る。

ステップ1:

\(S_j \subseteq \overline{S_j}\)であるので、\(\cap_{j \in J} S_j \subseteq \cap_{j \in J} \overline{S_j}\)。

\(\cap_{j \in J} \overline{S_j}\)はクローズド(閉)である、クローズドサブセット(閉部分集合)たちのインターセクション(共通集合)として。

したがって、\(\cap_{j \in J} \overline{S_j}\)は、\(\cap_{j \in J} S_j\)を包含するクローズドサブセット(閉部分集合)である。

\(\overline{\cap_{j \in J} S_j}\)は、\(\cap_{j \in J} S_j\)を包含する全てのクローズドサブセット(閉部分集合)たちのインターセクション(共通集合)であるので、\(\overline{\cap_{j \in J} S_j} \subseteq \cap_{j \in J} \overline{S_j}\)である。


参考資料


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