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martes, 14 de octubre de 2014

Cálculo del interior de un conjunto para dos topologías


En el conjunto de los número naturales {\mathbb N}, consideramos dos topologías:
\tau_1=\{\emptyset,{\mathbb N}\}\cup\{A_n: n\in {\mathbb N}\}.
\tau_2=\{\emptyset\}\cup \{B_n:n\in {\mathbb N}\}.Aquí A_n=\{1,2,\ldots,n\} y B_n=\{n,n+1,\ldots\}.

Hallamos el interior,   exterior y frontera del conjunto C=\{3,4\}.

Empezamos con la topología \tau_1. El interior es el conjunto abierto más grande dentro de C. Ya ningún conjunto del tipo A_n está incluido en C, el único abierto es \emptyset. Por tanto, int(C)=\emptyset. Para el exterior, hallamos el interior del complementario de C. Éste es \{1,2,5,6,\ldots\} y el abierto más grande dentro es A_2=\{1,2\}. Por tanto, ext(C)=\{1,2\}. Finalmente, la frontera es el complementario del interior y exterior, es decir, Fr(C)=\{3,4,\ldots\}.

Trabajamos ahora con la topología \tau_2.  De nuevo, no hay ningún conjunto del tipo B_n dentro de C, luego int(C)=\emptyset. Para el exterior, consideramos {\mathbb N}-C=\{1,2,5,6,\ldots\}. Es evidente que B_5=\{5,6,\ldots\} es el abierto más grande, luego ext(C)=B_5. Y por tanto, Fr(C)=\{1,2,3,4\}.

Para la adherencia, y como \overline{C}={\mathbb N}-ext(C), tenemos que la adherencia de C para \tau_1 es \{3,4,\ldots\} y para la topología \tau_2 es \{1,2,3,4\}. En ambos casos, la adherencia coincide con la frontera de C.

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