5.1.2 Ejemplos.1. El espacio <strong>de</strong> Sierpinski, X = {0, 1} con la topología{∅, {0}, {0, 1}}, es un espacio T 0 . Los únicos puntos distintosentre sí son 0 y 1; y {0} es una vecindad <strong>de</strong> 0 queno contiene a 1.2. Sea d una seudométrica sobre un conjunto X. La funciónd es una métrica si y sólo si el espacio topológico generadoes T 0 . En efecto, si d es una métrica y x, y son puntosdistintos <strong>de</strong> X, entonces d(x, y) > 0, luego la bola abiertaB (x, d(x, y)) es una vecindad <strong>de</strong> x que no contiene a y. Demanera recíproca, si X es T 0 y x, y son puntos distintos<strong>de</strong> X, entonces existe una vecindad <strong>de</strong> uno <strong>de</strong> los puntos,digamos <strong>de</strong> x, que no contiene al otro. Esto significa queexiste ɛ > 0 tal que y /∈ B(x, ɛ), lo cual a su vez implicaque d(x, y) ≥ ɛ > 0.3. Cualquier conjunto X con la topología <strong>de</strong> complementosfinitos es un espacio T 0 .4. Cualquier conjunto X totalmente or<strong>de</strong>nado, con la topología<strong>de</strong> las colas a la <strong>de</strong>recha es un espacio T 0 .5. Si X es un conjunto con más <strong>de</strong> un punto y topología grosera,entonces X no es un espacio T 0 .6. Si Y es un subespacio <strong>de</strong> un espacio T 0 , entonces Y tambiénes un espacio T 0 . En efecto, si x y y son puntos distintos <strong>de</strong>Y , existe una vecindad V <strong>de</strong> uno <strong>de</strong> los puntos, digamos <strong>de</strong>x, en X, tal que y /∈ V . Se tiene que V ∩Y es una vecindad<strong>de</strong> x en Y y y /∈ V ∩ Y .89
7. Sea (X i ) i∈I una familia <strong>de</strong> espacios topológicos no vacíos.El producto X = ∏ i∈I X i es un espacio T 0 si y sólo si X ies un espacio T 0 para cada i ∈ I. En efecto, si X es T 0 , sij ∈ I y si a y b son puntos distintos <strong>de</strong> X j , escogemos x yy en X <strong>de</strong> tal manera que x i = y i para cada i ≠ j, x j = a yy j = b. Entonces x y y son puntos distintos <strong>de</strong> X y por serX un espacio T 0 , existe una vecindad básica V <strong>de</strong> uno <strong>de</strong>los puntos, digamos <strong>de</strong> x, en X, tal que y /∈ V . EntoncesV tiene la forma V = ⋂ α=1,...,n π−1 i α(O iα ), don<strong>de</strong> O iα es unavecindad <strong>de</strong> x iα para cada α = 1, ..., n. Puesto que x y ydifieren únicamente en la j-ésima coor<strong>de</strong>nada, j = i α paraalgún α ∈ {1, ..., n}. Entonces O iα es una vecindad <strong>de</strong> x iα =a en X j , que no contiene a b. De manera recíproca, si X ies un espacio T 0 para dada i ∈ I y si x y y son puntosdistintos <strong>de</strong>l producto ∏ i∈I X i, existe j ∈ I tal que x j ≠ y j .Puesto que X j es un espacio T 0 , existe una vecindad O j <strong>de</strong>uno <strong>de</strong> los puntos, digamos <strong>de</strong> x j , en X j , tal que y j /∈ O j .Entonces πj−1 (O j ) es una vecindad <strong>de</strong> x que no contiene ay. De esta manera queda <strong>de</strong>mostrado que X es un espacioT 0 .Supongamos que (X, d) es un espacio métrico. Puesto que X conla topología generada por la métrica es un espacio T 0 , dadosdos puntos distintos x y y <strong>de</strong> X, existe una vecindad <strong>de</strong> uno<strong>de</strong> los puntos, que no contiene al otro. En un ejemplo anteriormostramos que y /∈ B(x, d(x, y)). Pero po<strong>de</strong>mos afirmar aúnmás: existe también una vecindad <strong>de</strong> y que no contiene a x.En efecto, x /∈ B(y, d(x, y)). Estudiaremos ahora los espaciostopológicos que tienen esta propiedad.90
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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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Ejercicios 2.21. Describa todas las
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7. Sea Γ = {(x, y) ∈ R 2 : y ≥
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a) Sean τ la topología usual sobr
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9. Sea X cualquier conjunto. Diremo
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Ejercicios 2.61. Explique clarament
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Ejercicios 2.71. Demuestre la Propo
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7. Utilice el ejercicio anterior pa
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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