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
- 読者は、トポロジカルスペース(空間)のサブセット(部分集合)のクロージャー(閉包)の定義を知っている。
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。