Notas de Topolog´ıa Clara M. Neira U. - UN Virtual

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tal que B(b, δ b ) ∩ A = ∅. El conjunto U = ⋃ a∈A B(a, ɛ a3 ) esabierto y contiene a A y el conjunto V = ⋃ b∈B B(b, δ b3 ) esabierto y contiene a B. Ahora bien, si z ∈ U ∩ V entoncesexisten a ∈ A y b ∈ B de tal manera que d(a, z) < ɛ a3 yd(z, b) < δ b3 . Supongamos que ɛ a ≥ δ b (en caso contrario, elrazonamiento es análogo). Se tiene que d(a, b) ≤ ɛ a3 + δ b3 x. El espacio (R, τ) es normal.5. Cualquier producto de intervalos cerrados y acotados en Rse llama un cubo. En un capítulo posterior veremos quetodo cubo es un espacio normal.Si un espacio normal no es T 1 , es posible que no se puedan separarpuntos de conjuntos cerrados. En otras palabras, un espacionormal puede no ser un espacio regular.103

5.5.3 Ejemplo.Vimos que R con la topología de colas a derecha es un espacionormal. Por otro lado, si x 0 ∈ R, entonces todo conjunto abiertoque contenga al conjunto cerrado (−∞, x 0 − 1] contiene tambiéna x 0 . Esto muestra que el espacio no es regular.El siguiente lema debido a F. B. Jones permite determinar queciertos espacios carecen de la propiedad de normalidad.5.5.4 Lema. (Jones) Si X contiene un subconjunto denso D yun subespacio cerrado y relativamente discreto S tal que |S| >2 |D| , entonces X no es normal.5.5.5 Observación.1. Un subespacio S de X es relativamente discreto si la topologíaque hereda de X es la topología discreta.2. Si A es un conjunto, denotamos con |A| el cardinal de A.5.5.6 Ejemplo.El Plano de Moore, Γ, no es un espacio normal. Sean D ={(x, y) ∈ Γ : x, y ∈ Q} y S el eje x. Se tiene que D es densoen Γ, S es cerrado y relativamente discreto, |S| = c y D es unconjunto contable. Entonces |S| > 2 |D| .Los espacios normales no poseen, en general, las propiedades quemencionamos para espacios con otras propiedades de separación,como lo muestran los siguientes ejemplos.104

5.5.3 Ejemplo.Vimos que R con la topología <strong>de</strong> colas a <strong>de</strong>recha es un espacionormal. Por otro lado, si x 0 ∈ R, entonces todo conjunto abiertoque contenga al conjunto cerrado (−∞, x 0 − 1] contiene tambiéna x 0 . Esto muestra que el espacio no es regular.El siguiente lema <strong>de</strong>bido a F. B. Jones permite <strong>de</strong>terminar queciertos espacios carecen <strong>de</strong> la propiedad <strong>de</strong> normalidad.5.5.4 Lema. (Jones) Si X contiene un subconjunto <strong>de</strong>nso D yun subespacio cerrado y relativamente discreto S tal que |S| >2 |D| , entonces X no es normal.5.5.5 Observación.1. Un subespacio S <strong>de</strong> X es relativamente discreto si la topologíaque hereda <strong>de</strong> X es la topología discreta.2. Si A es un conjunto, <strong>de</strong>notamos con |A| el cardinal <strong>de</strong> A.5.5.6 Ejemplo.El Plano <strong>de</strong> Moore, Γ, no es un espacio normal. Sean D ={(x, y) ∈ Γ : x, y ∈ Q} y S el eje x. Se tiene que D es <strong>de</strong>nsoen Γ, S es cerrado y relativamente discreto, |S| = c y D es unconjunto contable. Entonces |S| > 2 |D| .Los espacios normales no poseen, en general, las propieda<strong>de</strong>s quemencionamos para espacios con otras propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> separación,como lo muestran los siguientes ejemplos.104

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