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Mostrando las entradas con la etiqueta compacidad

Teorema de la Curva de Jordan (parte 2)

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Mathematical Dependency Tree

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Otras palabras sobre espacios compactos

Recordemos que previamente mencionamos las siguientes propiedades de conjuntos finitos: - En todo conjunto finito siempre existe un elemento  mínimo  y un  máximo . - Toda función continua definida en un conjunto finito alcanza un  máximo  y un  mínimo . - La  unión  de una cantidad  finita  de conjuntos finitos es un conjunto finito - La  intersección  de una cantidad  arbitraria  de conjuntos finitos es un conjunto finito En esta entrada mostraremos que los espacios compactos también tienen dichas propiedades. Introducción El concepto de espacio  compacto  busca, de cierta manera, generalizar los fenómenos mencionados arriba para conjuntos que no necesariamente son finitos. Esta es una de las motivaciones que dieron origen a la definición de espacio compacto como la daremos más adelante; otras incluyen el estudio de las propiedades de intervalos cerrados y acotados así como el estudio de esp...

Unas palabras sobre espacios compactos

En una entrada previa  mencionamos brevemente la definición de espacio compacto. En los párrafos de abajo ahondaremos en dicha definición, dando algunos ejemplos y contra ejemplos de espacios compactos. Introducción Algunos resultados de naturaleza aritmética o relativos a la Teoría de conjuntos son claramente válidos para conjuntos finitos pero no lo son para conjuntos infinitos; por citar algunos: - En todo conjunto finito siempre existe un elemento mínimo  y un máximo . - Toda función continua definida en un conjunto finito alcanza un máximo y un mínimo . - La unión de una cantidad finita de conjuntos finitos es un conjunto finito - La intersección de una cantidad arbitraria de conjuntos finitos es un conjunto finito El concepto de espacio compacto busca, de cierta manera, generalizar los fenómenos mencionados arriba para conjuntos que no necesariamente son finitos. Esta es una de las motivaciones que dieron origen a la definición de espacio compacto ...

Proyección estereográfica (en dimensión 2)

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Lo expuesto en esta entrada se relaciona y amplía lo expuesto  aquí Considere el plano $\mathbb{R}^2$, la esfera unitaria $S^2$ y $N=(0,0,1)$ su polo norte. Pruebe que $\mathbb{R},\:S^2\backslash{N}$ son espacios homeomorfos. Solución. Definiremos una función $f:S^2\backslash\{N\}\to \mathbb{R}^2$ como sigue: dado el punto $(x,y,z)\in S^2\backslash{N}$ consideramos la línea que une a $N$ con $(x,y,z)$; el punto de intersección de dicha línea con el plano $\mathbb{R}^2\subset \mathbb{R}^3$ es el valor de $f(x)$. Observemos que la función $f$ manda el hemisferio inferior de la esfera al disco unitario en $\mathbb{R}^2$ y el hemisferio superior al exterior del disco. Véase la figura de abajo.  También puedes usar el siguiente applet: Mueve el punto A definido en la esfera. Puedes cambiar la perspectiva 3d con el ratón. Enlace:  https://ggbm.at/bQKwnfN8 Para conocer las coordenadas de la función $f$ hagamos $f(x,y,z)=(u,v)$ y denotamos $r^2=x^2+y^2...

Proyección estereográfica

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En esta entrada continuaremos con lo expuesto  hace días  acerca de la compactificación unipuntual del espacio euclidiano $\mathbb{R}^n$. Tomemos la compactificación $\widetilde{\mathbb{R}}$ y consideremos la circunferencia                                                                                                   $C=\{(x,y) | x^2+(y-1/2)^2=(1/2)^2\}$ para definir $h:C\to \widetilde{\mathbb{R}}$ como sigue: - $h(N)=\infty$, para $N=(0,1)$ - $h(x)$ es el punto en el eje $X$ donde la linea que parte de $N$ y que pasa por $x\in C$ corta a dicho eje; véase la figura de abajo Claramente $h$ es una función continua. Para ver que $h$ es homeomorfismo tomamos $x\in \mathbb{R}$, trazamos la linea entre $x$ y el ...

Compactificación de Alexandroff

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Como es sabido, el espacio euclidiano $\mathbb{R}^n$ no es compacto a pesar de contener muchos compactos (de hecho tiene tantos que es localmente compacto). En esta breve entrada veremos que a $\mathbb{R}^n$ no le hace falta mucho para ser compacto, basta añadirle un punto ajeno a él. Sean $(X,\tau)$ espacio Hausdorff, localmente compacto, no compacto y $\infty$ un elemento que no pertenezca a $X$. Consideremos $\tilde{X}=X\sqcup \{\infty\}$ y definimos la colección                 $\tau'=\{A | A\in \tau\}\cup\{(X\backslash K) \cup \{\infty\} |  K\subset X\;\mbox{compacto} \}$ La familia $\tau'$ es una topología y el espacio topológico $(\tilde{X},\tau')$ es llamado la compactificación (unipuntual)   de $X$ ; el espacio $\tilde{X}$ está determinado de manera única salvo homeomorfismo. Las principales propiedades de $\tilde{X}$, y la justificación del nombre, están dadas en el siguiente resultado demostrado por P.S. Alexandroff...

Todo conjunto es compacto y Hausdorff

La compacidad de un espacio $X$ es una de las propiedades más importantes dentro del Análisis pues permite, entre otras cosas, garantizar la existencia de puntos máximo y mínimo de una función continua definida sobre $X$ (Teorema de Weierstrass), así como caracterizar a los subespacios acotados y cerrados de $\mathbb{R}^n$, via el teorema de Heinel-Borel. Inclusive, es posible analizar la posibilidad de viajes en el tiempo a través del concepto de compacidad! Ver aquí  la información. Por otro lado, el que un espacio $X$ sea Hausdorff implica que todo subespacio finito de $X$ es cerrado; en particular, se obtiene que los espacios de la forma $\{x\}$ son cerrados, como se conocía para el caso de espacios euclidianos. Otra consecuencia importante es la unicidad del límite de una sucesión de puntos en $X$, lo cual es algo que siempre se quiere tener. En el presente comentario mostraremos que dado cualquier conjunto $X$ siempre es posible dotarlo de una estructura de espacio topol...

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