§6.5 分离性公理与子空间,(有限)积空间和商空间
来源:互联网 发布:windows 平板电脑 编辑:程序博客网 时间:2024/05/04 09:00
§6.5 分离性公理与子空间,(有限)积空间和商空间
本节重点:
掌握各分离性公理是否是连续映射所能保持的性质,是否是可遗传的,可积的.
本书正文中提到的所有的分离性公理有(即Hausdorff),(即Tychonoff),以及正则和正规等,它们都是经由开集或者经由通过开集定义的概念来陈述的,所以它们必然都会是拓扑不变性质.但是我们还是愿意完全形式地作一番验证,但只是以一种情形为例.其它的请读者自己去作.
定理6.5.1 设X和Y是两个同胚的拓扑空间.如果X是一个完全正则的空间,则Y也是一个完全正则的空间.
证明 设h:X→Y是一个同胚.对于Y中的任意一个点和任何一个不包含点x的闭集B,(x)和(B)分别是X中的一个点和一个不包含点 (x)的闭集.由于X是一个完全正则空间,故存在一个连续映射f: X→[0,1]使得f((x))=0和对于任何y∈(B)有f(y)=l.于是连续映射g=f:Y→[0,1],满足条件:g(x)=0和对于任何z∈B有g(z)=1.
(即Hausdorff),(即Tychonoff),以及正则都是可遗传的性质.我们也只是举一例证明之,其余的留给读者自己去作.习题第1题中的结论表明正规和对于闭子空间是可遗传的性质.
定理6.5.2 正则空间的每一个子空间都是正则空间.
证明 设X是一个正则空间,Y是X的一个子空间,设y∈Y和B是Y的一个闭集使得y B.首先,在X中有一个闭集使得∩Y=B.因此.由于X是一个正则空间,所以y和分别在X中有开邻域(对于拓扑空间X而言)使得.令,它们分别是y和B在子空间Y中开邻域,此外易见.
(即Hausdorff),(即Tychonoff),以及正则都是有限可积性质,证明(略)
正规和不是有限可积性质.
至于本书正文中提到的所有分离性公理都不是可商性质这个结论,可以通过适当的反例来指出.
例6.5.1 由于实数空间R是一个度量空间,所以它满足本书正文中提到的所有分离性公理.在实数空间R中给出一个等价关系~使得对于任意x,y∈R,x~y的充分必要条件是或者x,y∈(-∞,0];或者x,y∈(0,1);或者x,y∈[1,∞).将所得到的商空间记为Y.换言之,Y便是在实数空间中分别将集合A=(-∞,0],B=(0,l)和C=[1,∞)各粘合为一个点所得到的拓扑空间.事实上Y={A,B,C}.容易验证Y的拓扑便是{,{A,B},{B},{B,C},{A,B,C}}.考察点A和点B可见,Y不是空间,因此也不是(即Hausdorff),(即Tychonoff),以及空间.此外,考察两个单点闭集{A}和{C}可见,Y既不是正则空间也不是正规空间.此外容易验证Y是一个空间.
上述例子尚没有说明不是可商性质.事实上例3.3.1中所给出的实数空间R的那个商空间是包含着两个点的平庸空间,当然也就不是空间了.然而例3.3.1并不能代替例6.5.1,因为平庸空间既是正则空间,也是正规空间.
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