Notas de Topolog´ıa Clara M. Neira U. - UN Virtual
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subconjunto A de X en el subconjunto de Y f(A) = {f(x) : x ∈A}. La segunda aplicación que se denomina imagen recíproca yse denota por f −1 , está definida de P(Y ) en P(X) por f −1 (B) ={x ∈ X : f(x) ∈ B}. Por simplicidad, para y ∈ Y escribimosf −1 (y) en lugar de f −1 ({y}).Decimos que una función f : X −→ Y es uno a uno o inyectivasi f(x) ≠ f(y) siempre que x sea diferente de y, sobreyectiva (osimplemente sobre) si f(X) = Y y biyectiva si es uno a uno ysobre.Nótese que una función f : X −→ Y es uno a uno si y sólo sif −1 (f(A)) = A para todo A ⊂ X y que f es sobreyectiva si ysólo si f(f −1 (B)) = B para todo B ⊂ Y .Si f : X −→ Y es una función biyectiva, existe una funciónde Y en X que se llama la inversa de f y se denota por f −1definida por f −1 (y) = x si y sólo si f(x) = y. El hecho de que fsea sobreyectiva garantiza la existencia de x = f −1 (y) para caday ∈ Y y el que f sea uno a uno garantiza que tal x es único.Si f : X −→ Y y g : Y −→ Z son funciones entonces la funcióncompuesta g ◦ f : X −→ Z está definida por g ◦ f(x) = g(f(x)).Formalmente hablando, (x, z) ∈ g ◦ f si y sólo si existe y ∈ Ytal que (x, y) ∈ f y (y, z) ∈ g.Ejercicios9
0.6. Productos arbitrariosHasta ahora nos hemos referido únicamente al producto cartesianode dos conjuntos. En realidad estudiar este producto nospermite de manera inmediata definir el producto cartesiano deuna colección finita de conjuntos. En efecto, si X 1 , X 2 , ..., X nes una colección de conjuntos entonces el producto cartesianoX 1 × X 2 × ... × X n , que también denotaremos por ∏ i=1,...,n X i,se define como el conjunto de n-tuplas{(x 1 , x 2 , ..., x n ) : x i ∈ X i para cada i = 1, ..., n}.El ejemplo más inmediato y seguramente conocido por todos esel conjunto R n = {(x 1 , x 2 , ..., x n ) : x i ∈ R}. En este caso todoslos factores del producto son iguales al conjunto de los númerosreales.Un análisis un poco más detallado nos muestra que en realidadcada elemento x = (x 1 , x 2 , ..., x n ) del producto cartesianoX 1 × X 2 × ... × X n es una función del conjunto {1, 2, ..., n}en el conjunto ⋃ i=1,...,n X i, definida por x(i) = x i para cadai = 1, ..., n.Este hecho, que podría parecer una complicación innecesaria,permite generalizar la noción de producto cartesiano a familiasarbitrarias de conjuntos como lo muestra la siguiente definición.0.6.1 Definición. Sea {X j } j∈J una familia de conjuntos. Elproducto cartesiano de esta familia se denota por ∏ j∈J X j y esel conjunto de todas las funciones x : J −→ ⋃ j∈J X j tales quex(j) ∈ X j para cada j ∈ J.10
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subconjunto A <strong>de</strong> X en el subconjunto <strong>de</strong> Y f(A) = {f(x) : x ∈A}. La segunda aplicación que se <strong>de</strong>nomina imagen recíproca yse <strong>de</strong>nota por f −1 , está <strong>de</strong>finida <strong>de</strong> P(Y ) en P(X) por f −1 (B) ={x ∈ X : f(x) ∈ B}. Por simplicidad, para y ∈ Y escribimosf −1 (y) en lugar <strong>de</strong> f −1 ({y}).Decimos que una función f : X −→ Y es uno a uno o inyectivasi f(x) ≠ f(y) siempre que x sea diferente <strong>de</strong> y, sobreyectiva (osimplemente sobre) si f(X) = Y y biyectiva si es uno a uno ysobre.Nótese que una función f : X −→ Y es uno a uno si y sólo sif −1 (f(A)) = A para todo A ⊂ X y que f es sobreyectiva si ysólo si f(f −1 (B)) = B para todo B ⊂ Y .Si f : X −→ Y es una función biyectiva, existe una función<strong>de</strong> Y en X que se llama la inversa <strong>de</strong> f y se <strong>de</strong>nota por f −1<strong>de</strong>finida por f −1 (y) = x si y sólo si f(x) = y. El hecho <strong>de</strong> que fsea sobreyectiva garantiza la existencia <strong>de</strong> x = f −1 (y) para caday ∈ Y y el que f sea uno a uno garantiza que tal x es único.Si f : X −→ Y y g : Y −→ Z son funciones entonces la funcióncompuesta g ◦ f : X −→ Z está <strong>de</strong>finida por g ◦ f(x) = g(f(x)).Formalmente hablando, (x, z) ∈ g ◦ f si y sólo si existe y ∈ Ytal que (x, y) ∈ f y (y, z) ∈ g.Ejercicios9