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设X和Y是可分拓扑空间,证明:X*Y也是可分拓扑空间.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/10/05 00:54:38
设X和Y是可分拓扑空间,证明:X*Y也是可分拓扑空间.
设A和B是分别是X和Y中的可数稠密子集,那么A*B是 X*Y的可数稠密子集(稠密性直接用乘积拓扑的拓扑基来说就行了).
再问: 能否给个详细的,具体的过程?
再答: 那么就证一下刚才所说的,A*B是X*Y的可数稠密子集好了。可数性显然,它是两个可数集合的乘积。 至于稠密性,任取一个点(x,y)属于X*Y,它的任何邻域,按照X*Y的乘积拓扑的定义,都包含一个形如U*V的开集,其中U是X中包含x的一个开集,V是Y中包含y的一个开集。因为A在X中稠密,所以A和U有一个公共元素a(属于X),类似,B和V有一个公共元素b(属于Y),那么U*V和A*B有一个公共元素(a,b)。这就是说,(x,y)的任何一个邻域都和A*B有非空交集(从而(x,y)在A*B的闭包中,而这个(x,y)是任意选取的),也就是说A*B在X*Y中稠密。 如果是初学点集拓扑,上面所说的或许有一点点跳步,不过应该不会太难看懂。
再问: 先谢谢你,由于我没有基础,所以很难看明白,能不能麻烦你把整个证明的步骤写给我呢?
再答: 看不明白可能是因为我没有把要点单列出来,另外自己需要仔细想。 比如你或许可以试图自己回答:X可分的意思是什么?按定义,意思就是,存在一个A,是X的可数稠密子集。那么这个又是什么意思?意思就是A是可数的,并且A在X中的闭包就是X的全部。对Y作同样的分析,于是知道存在X的子集A,和Y的子集B使得: (1)A是可数的,并且A在X中的闭包就是X的全部;并且 (2)B是可数的,并且B在Y中的闭包就是Y的全部。 为了证明X*Y是可分的(再想一下,X*Y可分是什么意思?),我们可以直接试图证明: (3)A*B是可数的,并且A*B在X*Y中的闭包就是X*Y的全部。 假如能证出(3),那么X*Y就是可分的了。 两个可数集的乘积是可数的,这是集合论的内容,不清楚的话只好去看实变函数的教材之类的。为证明“A*B在X*Y中的闭包就是X*Y的全部”,需要明白闭包是什么意思,还有X*Y的乘积拓扑是怎么定义的。 我想重复一下的是,没有基础的话,一定要多想,不要犯懒。尽量不要看书上或者别人提供的“完整答案”,尽量按照提示自行解决问题。初学者都是这样练习的。当然,如果你实在没有任何数学基础的话,可以说一下你的分析课大约学到哪了。一般来讲,两维、三维实空间上,什么是开集、闭包,你应该是知道的才好(这样拓扑上定义开、闭集你才看得顺眼);另外就是实变函数课里面关于集合的基数(或者叫势)的东西需要知道一点。这样基本上基础就够了(对于这道题而言)。如果比如你说你完全没学过什么是微分的话,那确实先要好好学之前的东西,不要急于学这个。