5.5.7 Ejemplos.1. El Plano <strong>de</strong> Moore es un espacio que no es normal. Sin embargo,el plano <strong>de</strong> Moore, por ser un espacio <strong>de</strong> Tychonoff,es un subespacio <strong>de</strong> un cubo (ver ejercicio 8. <strong>de</strong> la sección5.4), que sí es un espacio normal. Entonces, NO todo subespacio<strong>de</strong> un espacio normal es normal.2. Sea X el conjunto R <strong>de</strong> números reales con la topología τpara la cual las vecinda<strong>de</strong>s básicas <strong>de</strong> x son los intervalos <strong>de</strong>la forma [x, y) con y > x. Hemos dicho que X es un espacionormal. Sin embargo, X × X no es normal. Es <strong>de</strong>cir, elproducto <strong>de</strong> espacios normales NO siempre es un espacionormal.Ejercicios5.6. El Lema <strong>de</strong> Urysohn y el Teorema <strong>de</strong>Extensión <strong>de</strong> TietzeEntre los espacios regulares y los espacios completamente regulareshay una diferencia. En los espacios regulares un conjuntocerrado y un punto fuera <strong>de</strong>l conjunto, se pue<strong>de</strong>n separar utilizandoconjuntos abiertos disyuntos, mientras que en los espacioscompletamente regulares, esta separación se pue<strong>de</strong> hacerpor medio <strong>de</strong> una función continua <strong>de</strong>finida <strong>de</strong>l espacio en elintervalo cerrado [0, 1]. En esta sección veremos la relación entrela normalidad <strong>de</strong>l espacio X y la existencia <strong>de</strong> funcionesf : X −→ [0, 1] continuas que separen conjuntos no vacíos,cerrados y disyuntos.105
En los espacios métricos tenemos el siguiente resultado:5.6.1 Proposición. Sea (X, d) un espacio métrico y sean Ay B dos subconjuntos <strong>de</strong> X no vacíos, cerrados y disyuntos.Existe una función continua f : X −→ [0, 1] tal que f(A) = 0,f(B) = 1.Demostración. La función f : X −→ [0, 1] <strong>de</strong>finida por f(x) =d(x, A)es continua y a<strong>de</strong>más para cada x ∈ A se tiened(x, A) + d(x, B)d(x, A)que f(x) =d(x, A) + d(x, B) = 0y para cada x ∈ B,0 + d(x, B)d(x, A) d(x, A)se tiene que f(x) ==d(x, A) + d(x, B) d(x, A) + 0 = 1.Nuestros estudios previos, junto con el resultado anterior muestranque en los espacios métricos los conjuntos no vacíos, cerradosy disyuntos se pue<strong>de</strong>n separar utilizando tanto conjuntosabiertos disyuntos, como funciones continuas. El siguiente lemacaracteriza los espacios que gozan <strong>de</strong> la misma propiedad.5.6.2 Lema. Lema <strong>de</strong> Urysohn. Un espacio topológico (X, τ)es normal si y sólo si para cada A y B <strong>de</strong> subconjuntos <strong>de</strong> Xno vacíos, cerrados y disyuntos, existe una función continua f :X −→ [0, 1] tal que f(A) = 0 y f(B) = 1.Demostración. Supongamos inicialmente que X es normal y queA y B son subconjuntos <strong>de</strong> X no vacíos, cerrados y disyuntos.Para cada número racional en [0, 1] <strong>de</strong> la forma p 2 n, don<strong>de</strong> p yn son números naturales y 0 < p < 2 n , construimos el conjuntoU p2 n <strong>de</strong> la siguiente manera: 106
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Notas de TopologíaClara M. Neira U
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elementos del conjunto A pertenecen
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Además se satisfacen las siguiente
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0.3. Uniones e intersecciones arbit
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1. Para cada x ∈ X existe y ∈ Y
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0.6. Productos arbitrariosHasta aho
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1. (Reflexividad) x ∼ x para todo
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|X| = ℵ 0 . Si X es equipotente c
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eal M > 0 tal que |f(x)| < M para t
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Nótese que en un espacio seudomét
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De la misma forma si se escoge b
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Una de las propiedades más bonitas
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Consideremos un espacio métrico X.
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Capítulo 2Espacios TopológicosLa
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La colección de todos los conjunto
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3. Sea X un conjunto cualquiera. La
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Esto implica que la topologíausual
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2. Si U, V ∈ V(x) entonces U ∩
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3. Si A es una familia de conjuntos
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un conjunto X con las propiedades
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3.Para cada punto z del planodefini
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La unión arbitraria de conjuntos c
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Si X es un espacio topológico y A
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1. A ⊂ A para cada A ⊂ X.2. A =
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3. Si X es un conjunto infinito y p
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2.7. Interior, exterior y frontera
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2.7.5 Ejemplos.1. En R con la topol
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Ejercicios 3.21. Sean X y Y espacio
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Ejercicios 4.11. Demuestre que si Y
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Ejercicios 4.21. Sean X y Y dos esp
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Ejercicios 4.31. Sea (X i ) i∈I u
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Ejercicios 4.51. Demuestre que si f
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6. Pruebe que el espacio de Sierpin
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5. Demuestre que el espacio topoló
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Ejercicios 5.41. Demuestre que todo
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Ejercicios 5.51. Demuestre que un e
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Ejercicios 5.71. Pruebe que el Plan