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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...

Ejercicio de Topología

Considere a los espacios $\mathbb{R}^2, \mathbb{R}$ con métrica usual y defina la función                                   $p: \mathbb{R}^2\to \mathbb{R},\qquad p(x,y)=x$ Pruebe que $p$ es función continua. Solución . Para $(x,y)\in \mathbb{R}^2$ tomemos $V$ vecindad de $x\in \mathbb{R}$ y consideremos $\epsilon$ tal que $B_\epsilon(x)\subseteq V$. Definamos $U=B_\epsilon((x,y))$ y notemos que $p(U)\subseteq V$, lo cual prueba que $p$ es continua.

El espacio de Arens-Fort

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Nombrado en honor a los matemáticos estadounidenses R. F. Arens y M. K. Fort, el espacio de Arens-Fort es un espacio topológico usado en Topología General principalmente como contraejemplo para ciertos resultados o para mostrar la relación que guardan algunas propiedades topológicas entre sí. En lo que sigue mostraremos un resultado relacionado con sucesiones en dicho espacio. Definición Como conjunto, el espacio de Arens-Fort $W$ consiste de todas las parejas ordenadas de enteros no negativos en el plano. En otras palabras, para cada $n\in \mathbb{N}$ consideremos la $n$-ésima columna de $W$ como el conjunto de parejas                                                           $C_n=\{(n,1),(n,2),(n,3)\ldots,\}$ Hagamos $X=\cup_{n\geq 1}C_n$ y definamos $W=X\cup \{(0,0)\}$. La topología en $W$ se define como sigue: $U\...

Desenreda: Grafo bipartito

Instrucciones:  Coloca los puntos de modo que no se superpongan las líneas. Enlace:  https://ggbm.at/wWUrtqBy

Desenreda

Instrucciones: Coloca los puntos morados de modo que no se superpongan las líneas. Enlace:  https://ggbm.at/hnjyEwSQ

Interactivo de la homotopía del círculo

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Enlace GeoGebra:  https://ggbm.at/Pb7G63qT

Homotopía (parte I)

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El concepto de homotopía goza de una naturaleza geométrica muy intuitiva: homotopía es una deformación continua de objetos como espacios o funciones continuas. En esta entrada daremos la definición precisa y daremos ejemplos de homotopías. Homotopía para funciones Decimos que dos funciones continuas $f,g:X\to Y$ son homotópicas si existe una función continua                                                               $H:X\times I\to Y$ tal que $H(x,0)=f(x),\;H(x,1)=g(x),\forall x\in X$. La función $H$ es llamada una homotopía  entre $f$ y $g$ y se usa la notación $f\simeq_{H} g$ para designar a dos funciones homotópicas o simplemente $f\simeq g$ si la homotopía se sobreentiende o no hay necesidad de enfatizarla. Notemos que para cada $t\in I$, la homotopía $H$ determina una función continua $H_t:X\t...

Invitación a la Topología (parte II)

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Como se mencionó  previamente , es preciso contar con una definición más general de límite y de continuidad de manera que pueda aplicarse en varios contextos. Un primer paso para lograr esto es a través del concepto de espacio métrico. Para calcular la distancia entre dos objetos se deben cumplir ciertas propiedades para que sea una operación útil y aplicable para calcular trayectorias, determinar lugares geométricos y para mediciones más elaboradas; las propiedades que debemos exigir son las usuales: Se quiere que la distancia $d(x,y)$ entre $x,y$ sea un número positivo y que sea cero en el caso de que $x=y$. Que la distancia de $x$ a $y$ sea la misma que la distancia de $y$ a $x$; es decir, que halla simetría en la determinación de la distancia. Queremos que dos objetos que sean cercanos a un tercero sean cercanos entre si; es decir,                                  ...

Invitación a la Topología (parte I)

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La continuidad de una función es uno de los conceptos más importantes y fascinantes de las matemáticas y, contrario a lo que todos pensamos la primera vez que vimos su definición, puede establecerse en términos muy simples: un función $f$ es continua si se puede trazar su gráfica sin levantar el lápiz de la hoja; es decir, que la gráfica de $f$ no tiene cortes o brincos; véase la figura de abajo donde se muestra la gráfica de una función que ``brinca'' en el origen La descripción anterior es ilustrativa pero es complicado usarla en casos como el de la función                               $f(x)=\begin{cases}x\sin (1/x),&x\neq0\\0,&x=0 \end{cases},$ cuya gráfica se muestra abajo En términos geométricos, $f:\mathbb{R}\to \mathbb{R}$ es continua en $x_0$ siempre que puntos cercanos a $x_0$ tengan imágenes muy cercanas a $f(x_0)$. Pero, ¿qué significa estar cerca?, ¿qué distan...

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 ...

Rombicosidodecaedro

El Rombicosidodecaedro es un sólido de Arquímedes, que sin inflar puede llenar hasta el 93.32% de una esfera. Está formado por 12 pentágonos, 30 cuadrados y 20 triángulos, 60 vértices y 120 aristas; 62 caras en total. La expansión de un dodecaedro o un icosaedro crea un rombicosidodecaedro: Enlace GeoGebra:  Rombicosidodecaedro El Rombicosidodecaedro conocido se refiere al hecho de que las 30 caras cuadradas yacen en los mismos planos que las 30 caras del Triacontaedro rómbico que es dual al icosidodecaedro. También puede ser llamado un dodecaedro truncado o Icosaedro truncado mediante operaciones de truncamiento del poliedro uniforme.

Rombicuboctaedro

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El rombicuboctaedro o pequeño rombicuboctaedro es un sólido de Arquímedes que se obtiene truncando cada vértice de un cuboctaedro con lo que resultan 8 caras: 4 del tetraedro original que se convierten de triangulares a hexagonales y 4 nuevas que resultan de los vértices, en este caso triangulares. Enlace GeoGebra:  Rombicuboctaedro Un rombicuboctaedro aparece en un famoso cuadro de 1495, Retrato de fra Luca Pacioli y su estudiante, de autor desconocido. El poliedro, hecho en cristal, se encuentra colgado a la derecha del matemático y está medio lleno de agua.

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