¨ 1. Verilen Topoloji ve Fonksiyonlarla Yeni Topoloji Uretmek 8 1.4 C ¸ arpım Uzayı (Xi )i∈I bo¸s k¨ umeden karklı k¨ umelerin ailesi olmak u ¨zere, bu k¨ umenin kartezyan ¸carpımının Q I i∈I Xi = {f : f ∈ (∪i Xi ) , ∀i, f (i) ∈ Xi } olarak tanımlandı˘ gını hatırlıyalım. Bu k¨ ume se¸cme beliti beliti altında bo¸s k¨ umeden farklıdır. ((Xi , τi ))i∈I topolojik uzayların bir ailesi olsun. Bu aileyi kullanarak Q X = i∈I Xi u ¨zerinde ”dogal” bir topoloji tanımlıyaca˘gız. Ilk bakı¸sta X k¨ umesi u ¨zerinde tanımlanacak do˘ gal topoloji, tabanı Q B = { i Ui : Ui ∈ τi } olan topolojidir. (B’nin sonlu arakesit i¸slem kapalı oldu˘gu bariz.) B ratafından u ¨retilen topolojiye kutu topolojisi denir. Topolojisi kutu topolojisi olan toplojik uzay (X, τ )’ye topolojik kutu uzayı (ya da kutu uzayı) denir. Kutu uzayı bazı ters ¨ ornek olu¸sumlarında verimli olsa da, bu topolojik uzay topoloji alanında pek c¸alı¸sılan bir topolojik uzay de˘gildir. Q X = i∈I Xi k¨ umesi u ¨zerinde izd¨ u¸su ¨m fonksiyonlarla tanımlanan ba¸ska ¨ bir topoloji tanımlıyaca˘ gız. Oncelikle izd¨ u¸su ¨m fonksiyonları hatırlıyalım: j ∈ I olmak u ¨zere Q Pj : i∈I Xi → Xk , Pj (f ) = f (j) olarak tanımlanan fonksiyona u¸su ¨m denir. Pratiksel a¸cıdan her i ∈ I Qj’ninci izd¨ i¸cin f (i) = ai olan f ∈ X fonksiyonunu f = (ai ) olarak da yazi i∈I abilece˘gimizi unutmuyalım. Q Tanım 1.5. (Xi , τi )i∈I topolojik uzayların bir ailesi ve X = i∈I Xi olsun. X u ¨zerinde {Pi−1 (Ui ) : i ∈ I, Ui ∈ τi } tarafından u ¨retilen topolojiye ¸ carpım topolojisi ya da Tychonoff topolojisi ve topolojisi c¸arpım topolojisi olan X topolojik uzayına topolojik ¸ carpım 3 uzayı (ya da ¸ carpım uzayı) denir. X, ((X, τi ))i∈I topolojik uzaylar ailesinin c¸arpım uzay olsun. A¸sa˘gıdakilerin do˘grulu˘gu hemen hemen de barizdir. 3 C ¸ arpım uzayları ilk kez Steinitz’nin 1908 tarihli makalesinde bahsedilmi¸stir. Daha soyutsal olarak, sonlu indeksli k¨ ume u ¨zerinde, c¸arpım uzayları 1910 yilinda Frechet tarafından tartı¸sılmı¸stır. 1.4. C ¸ arpım Uzayı 9 (i) Her i ∈ U i¸cin Pi izd¨ u¸su ¨m¨ u s¨ ureklidir. (ii) {f −1 (Ui ) : i ∈ I, Ui ∈ τi }, X uzayının bir ¨ontabanıdır. Q (ii) B = { i∈I Ui : Ui ∈ τi , {j ∈ I : Uj = 6 Xj } sonlu}, X uzayının bir tabanıdır. Teorem 1.7. X, ((X, τi ))i∈I topolojik uzaylarının ¸carpım uzayı olsun. Her j ∈ I i¸cin, Xj uzayı, X’nin bir altuzayına homeomorfiktir. Kanıt: j ∈ I verilsin. Her i ∈ I \ {j} i¸cin ai ∈ Xi se¸celim. Y = {(xi ) : ∀i, i 6= j, xi = ai } olarak tanımlansın. Xj ’nin Y altuzayına homeomorfik oldu˘gu bariz. Q Teorem 1.8. (Xi )i∈I Q topolojik Q uzayların bir ailesi olsun ve i Xi bu ailenin ¸carpım uzayı olsun. i Ai ⊂ i Xi i¸cin, Y Ai = i∈I Y Ai . i Kanıt: En az bir i i¸cin i i¸cin Ai = ∅ olması durumunuda e¸sitlik bariz. S¸imde Q her i i¸cin Ai 6= ∅ oldu˘ gunu varsayalım. x = (xi ) ∈ i∈I Ai verilsin. U a¸cık bir k¨ ume ve x ∈ U olsun. x ∈ ∩i∈J Pi−1 (Ui ) ⊂ U olacak bi¸cimde sonlu J ⊂ I k¨ umesi vardır. Burada ge¸cen Ui ’ler Xi topolojik uzayında a¸cık ve her i ∈ J i¸cin xi ∈ Ui dir. Her i ∈ J i¸cin, xi ∈ Ai oldu˘gundean, yi ∈ A ∩ Ui vardır. i ∈ I \ J i¸cin yi ∈ Ai se¸celim. y = (yi ) olmak u ¨zere Y y ∈ (∩i∈J Pi−1 (Ui )) ∩ Ai i∈I Q Q oldu˘gundan dolayı x ∈ i Ai dir. x = (xi ) ∈ i Ai verilsin. j ∈ I, Uj , Xj topolojik uzayında a¸cık ve xj ∈ Uj olsun. x ∈ Pj−1 (Uj ) dir. Varsayım gere˘gi (Pi−1 (Uj )) ∩ Y Ai 6= ∅, i oldu˘gundan Uj ∩ Aj 6=Q∅ dir. B¨ oylece xj ∈ Ai oldu˘gu g¨osterilmi¸s olur. j ∈ I keyfi oldu˘gundan x ∈ i Ai oldu˘ gu g¨ osterilmi¸s olur. Bu kanıtı tamamlar. Teorem 1.9. ((Xi , τi ))i∈I topolojik uzayların bir ailesi ve ∅ = 6 J, K ⊂ I k¨ umeri ayrık ve J ∪ K = I olsun. X, ((Xi , τi ))i∈I ’nin ¸carpım uzayı, Y , ((Xi , τi ))i∈J ’nin ¸carpım uzayı ve Z, ((Xi , τi ))i∈K ’nin ¸carpım uzayı olsun. Y ve Z’nin a¸rpım uzayının X uzayına homeomorfikdir. ¨ 1. Verilen Topoloji ve Fonksiyonlarla Yeni Topoloji Uretmek 10 Kanıt: X= Q i∈I Xi , X = Q i∈J Xi ve X = Q i∈K Xi uzayları ¸carpım uzaylar olsunler. π : X → Y × Z, π(f ) → (f |J , f |K ) olarak tanımlansın. π’nin bit=rebir ve ¨orten oldu˘gu bariz. Ayrıca, π’nin ve tersinin s¨ ureklili˘ gi de barizdir. Alı¸stırmalar 1.19. (Xi , τi ) (i = 1, 2, ..., n topolojik uzaylar osunlar. X = X1 × X2 ... × Xn = {(x1 , ..., xn ) : xi ∈ Xi } ve B = {U1 × U2 ... × Un : Ui ∈ τi } olarak tanımlıyalım. X, B tarafından u ¨retilen topolojik uzay olsun. A¸sa˘ gıdakilerin do˘ grulu˘ gunu g¨ osteriniz. (i) B, X uzayının bir tabanıdır. Q (ii) (X, τ ) topolojik uzayı, i∈{1,2,...,n} Xi uzerinde tanımlı kutu ve c¸arpım uzaylayına homeomorfiktir. 1.20. (Xi , τi ) (i = 1, 2, ..., n topolojik uzaylar osunlar. (Yukarıdaki problemdeki gibi tanımlanan topolojik uzaylar) (X1 × ... × Xn−1 ) × Xn ve X1 × ... × Xn uzaylarının homeomorfik olduklarını g¨ osteriniz. 1.21. (Xi , τi ) topolojik uzayların bir ailesi olsun. τ bu ailenin ¸carpım topolojisi ve T kutu topolojisi olsun. τ ⊂ T oldu˘ gunu g¨ osteriniz. Q 1.22. R Euclidean uzay olmak u ¨zere X = n∈N R kutu topolojisi ile donatılsın. f : R → X, f (x) = (x) olarak tanımlanan fonksiyonun hi¸cbir noktoda s¨ ureli olmadı˘ gını g¨ osteriniz. Kanıt: f ’nin x0 ∈ R noktasında s¨ urekli oldu˘ gunu varsayalım. U= Y 1 1 (x0 − , x0 + ), n n n (f (x0 ) noktasını i¸ceren a¸cık k¨ umedir. f ((x0 − , x0 + )) ⊂ U o ¨zelli˘ ginde > 0 vardır. Buradan, her n ∈ N i¸cin x0 + 2 < x0 + 1 n elde edilir ki, bu c¸eli¸skidir. Q Q 1 1 1.23. umesinin, n∈N R c¸arpım uzayında a¸cık olmadı˘ gını g¨ osteriniz. n∈N (− n , n ) k¨ 1.24. X, (Xi )i∈I topolojik uzayların bir ailesi olsun. Y bir topolojik uzay ve f : Y → X bir fonksiyon olsun. A¸ca˘ gıdakilerin denkli˘ gini g¨ osteriniz. (i) f s¨ ureklidir. (ii) Her i ∈ I i¸cin Pi ◦ f : Y → Xi s¨ ureklidir. 1.4. C ¸ arpım Uzayı 11 1.25. X, (Xi )i∈I topolojik uzayların ¸carpım uzayı olsun. Her k = 0, 1, 2 i¸cin a¸sa˘ gıdakilerin denkli˘ gini g¨ osteriniz. (i) X bir Ti -uzayıdır. (ii) Her i ∈ I i¸cin Xi , Tk -uzayıdır. 1.26. X, (Xi )i∈I topolojik uzayların ¸carpım uzayı olsun. Her i ∈ I i¸cin Pi : X → Xi izd¨ u¸su ¨m¨ un¨ un a¸cık oldu˘ gunu g¨ osteriniz. Kanıt: i ∈ I verilsin. k ∈ I ve U ⊂ Xk a¸cık olsun. i = k i¸cin Pi (Pk−1 (U )) = U ve i 6= k i¸cin Pi (Pk−1 (U )) = Xi oldu˘ gu bariz. {Pi−1 (U ) : i ∈ I, U ⊂ Xi a¸cık} Xnin o ¨ntabanı oldu˘ gundan isetenilen a¸cıktır. Q 1.27. R, Euclidean uzay olamk u ¨zere X = n∈N R c¸arpım uzayında, c00 = {(xn ) : ∃n∀i ≥ n, xi = 0} k¨ umesinin kapanı¸sının c0 = {(xn ) : limn xn = 0} oldu˘ gunu g¨ osteriniz. X’nin kutu uzayı olması durumunda c00 ’nın kapanı¸sını belirleyiniz. 1.28. X, (Xi )i∈I topolojik uzayların kutu uzayı olsun ve her i ∈ I i¸cin Ai ⊂ Xi verilsin. Q Q o Q Q 0 i Ai ve i Ai i Ai = i Ai = oldu˘ gunu g¨ osteriniz.
© Copyright 2024 Paperzz