Esercizio sulle topologie

miriam161089
buongiorno a tutti,
stavo risolvendo questo esercizio sulle topologie:

sia $X=RR$ e sia $tau$ la collezione che consiste dell'insieme vuoto e di tutti i sottoinsiemi infiniti di X.
Stabilire se $tau$ è una topologia su X.

Il mio dubbio è che l'intersezione di due sottoinsiemi infiniti di X non sia un sottoinsieme infinito e quindi non appartenendo a $tau$ questa non è una topologia.

se io prendo due sottoinsiemi di questo tipo $(-oo , a]$ e $[a, +oo)$ la loro intersezione è $a$ e quindi un insieme finito
giusto?

Risposte
j18eos
Giustissimo!

Rilanci: prova con gli insiemi finiti eppoi con gli insiemi al più numerabili!

miriam161089
con gli insiemi finiti l'intersezione è ancora un insieme finito
per quelli numerabili è ancora un insieme numerabile

grazie mille

j18eos
Sì, ma sono due topologie date per aperti o chiusi?

Prego, di nulla!

P.S.: Attenta a come ti esprimi nel caso al più numerabile!

vict85
Nel rilanciare potevi anche includere gli insiemi cofiniti (con complementare finito)...

j18eos
Ma perché che ho fatto? :|

miriam161089
nel secondo caso per chiusi nel primo per aperti però non ne sono certa!
ma nella pratica c'è differenza se sono aperti o chiusi?
cmq grazie per farmi ragionare così riesco a comprendere tutto meglio

j18eos
"miriam161089":
...nel primo per aperti però non ne sono certa!...
Una generica unione di insiemi finiti è un insieme finito? :?:

Risposta a questa domanda potrai risponderti da sola alla seconda. ;)

miriam161089
no nn è un insieme finito ma perchè mi da la risposta alla seconda domanda?

j18eos
Ricapitoliamo: su un generico insieme \(S\) infinito più che numerabile (se preferisci pensa ad \(S=\mathbb{R}\)); ti ho proposto di considerare la famiglia delle parti finite di \(S\) unita a \(\{S\}\): che hai ottenuto rispetto alla stabilità per unioni e intersezioni?

Al secondo punto, che hai svolto bene da quanto scrivi, consideri la famiglia delle parti al più numerabili di \(S\) unita ad \(\{S\}\): hai dimostrato che essa è stabile per unioni finite e intersezioni, quindi essa è una topologia \(\mathcal{T}_{conum}\) (detta conumerabile) data per insiemi chiusi!

Altro esempio: la "usuale" topologia (naturale) su \(\mathbb{R}\) è data per insiemi aperti o chiusi?

Se non hai la sagacia di non aver capito, ti faccio un esempio facilissimo: considera l'insieme \(\{x;y\}\) e la famiglia \(\mathcal{T}=\{\emptyset;\{x\};S\}\), essa è una topologia: essa è data per aperti o per chiusi? La risposta è: dipende da me! :-D
Nella pratica, si da una topologia su un insieme o per aperti o per chiusi a secondo del fine proposto; se la dai per aperti consideri tutti i complementi ed ottieni tutti i chiusi e viceversa; esempi pratici: in analisi matematica conviene (normalmente) dare topologie per aperti in quanto consentono di carpire da subito gli intorni dei punti dello spazio in cui si lavora (i possibili punti possono essere i numeri reali o complessi), in geometria algebrica conviene dare le topologie per chiusi... non fornisco spiegazioni perché richiede la cosa richiede una buona conoscenza di algebra.

Sono stato chiaro? :?:

miriam161089
si grazie penso di aver capito

j18eos
In caso contrario, se non hai capito, ti chiedo scusa in anticipo.

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