Richiami - Spazi topologici
Sia X ≠ ∅ τ ⊆ 𝒫(X). Diciamo che τ è una topologia su X se:
- ∅, X ∈ τ
- {Ai}i ∈ I ⊆ τ (τ è una famiglia chiusa rispetto all'unione qualsiasi) allora ⋃i ∈ I Ai ∈ τ
- Se {Ai}1 ≤ i ≤ m ⊆ N è una famiglia finita di τ, allora ⋂i=1m Ai ∈ τ (τ è una famiglia chiusa rispetto all'intersezione finita)
Tra tutte le topologie possiamo individuare:
- τt = {∅, X}, topologia banale
- τd = 𝒫(X), topologia discreta
Gli elementi di τ si chiamano insiemi aperti. I complementari degli elementi di τ si chiamano insiemi chiusi.
1, 2 e 3 valgono per i chiusi?
- ∅ e X sono sia aperti che chiusi - Sì
- Sia Ci chiuso ∀ i ∈ I, considero ⋂i ∈ I Ci
- ∀ A ⊆ X, A ∈ Ci : Ci = X \ Ai
Posso scrivere
⋃i ∈ I Ci = ⋃i ∈ I (X \ Ai) = X \ ⋂i ∈ I Ai
In generale l'unione qualsiasi di chiusi non è chiusa. Se facciamo l'unione finita è ancora un chiuso.
Spazi topologici
Sia X ≠ ∅, Τ ⊆ P(X). Diciamo che Τ è una topologia su X se:
- ∅, X ∈ Τ
- { Ai }i∈I ⊆ Τ allora ⋃i∈I Ai ∈ Τ
- Se { Ai }i=1...m ⊆ N è una famiglia finita di Τ, allora ⋂i=1...n Ai ∈ Τ
Tra tutte le topologie possiamo individuare:
- Τ = { ∅, X }, topologia banale
- Τ = P(X), topologia discreta
- Gli elementi di Τ si chiamano insiemi aperti.
- I complementari degli elementi di Τ si chiamano insiemi chiusi.
I 1, 2 e 3 valgono per i chiusi?
- ∅ e X sono sia aperti che chiusi - Sì
- Sia Ci chiuso ∀ i ∈ I, considero ⋃ Gi
- ∀ A ⊆ X, Ci = X \ A. Posso scrivere ⋃i∈I Ci = ⋃i∈I (X \ Ai) = X \ ⋂i∈I Ai;
Se facciamo un'unione finita è ancora un chiuso.
Legge di chiusura: sia i∈I X(Ai) = X∩i∈IAi. Coincide con complemento di un aperto s e chiuso.
Considero la coppia (x, τ). Prendi il nome di spazio topologico.
Sia xo ∈ X. Si chiama intorno di xo un qualunque insieme U ⊆ X, micca un aperto (A∈ U) xo∈A ⊆ U.
Definizione base di un intorno di xo: una famiglia U(xo) di intorni di xo tale che ∀ U ⊆ X intorno di xo, ∃ V ∈ U(xo) tale che V ⊆ U. Se l'aperto U è aperto esso è intorno di qualsiasi suo punto, vale anche il viceversa.
Possiamo quindi affermare che un insieme è aperto ed è intorno di qualsiasi suo punto.
Sia A ⊆ X e xo∈A. Diciamo che xo è interno ad A se ∃ U intorno di tale che xo∈U ⊆ A. L'insieme dei punti interni ad A si chiama interno di A e si indica con A°. Si dimostra che l'interno di A è il più grande insieme aperto contenuto in A; si può costruirlo facendo l'unione di tutti gli aperti contenuti in A.
Definizione: A ⊂ X
Diciamo che x0 è di aderenza per A se ∀ U intorno di x0, si ha che U ∩ A ≠ ∅. Per un insieme aperto tutti i suoi punti sono interni. L'interno dell'insieme coincide con l'insieme stesso.
L'insieme dei punti di aderenza si chiama chiusura di A e si indica con Ā. Si può provare che Ā è il più piccolo insieme chiuso contenente A, ovvero l'intersezione di tutti i chiusi contenenti A.
Se x0 ∈ A, prendendo un qualsiasi intorno U di x0, si ha che x0 ∈ A ∩ U ≠ ∅. A ⊂ Ā.
Se A è chiuso allora A = Ā, e quindi Ā = A.
A è chiuso ↔ A = Ā.
Definizione: Diciamo che x0 è di accumulazione per A se ∀ U intorno di x0, si ha U ∩ (A \ {x0}) ≠ ∅.
Definizione: A ⊂ X
∂A = {x ∈ X : ∀ U intorno di x si ha U ∩ A ≠ ∅ e U ∩ (X \ A)}.
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