Topologia, Egzamin

2 luty 2007

Każde zadanie powinno być rozwiązane na oddzielnej kartce. Wszystkie odpowiedzi należy uzasadnić. Na każdej kartce z rozwiązaniem powinno być:

• imię i nazwisko osoby zdającej oraz jej numer indeksu,

• numer grupy ćwiczeniowej do której osoba zdająca uczęszczała, lub nazwisko osoby prowa-dzącej ćwiczenia i termin zajęć.

• numer rozwiązywanego zadania

Zadanie 1

Niech S(( x

2

1 , x 2)) , r)

oznacza okrąg na płaszczyźnie euklidesowej R

o środku w punkcie

( x 1 , x 2) i promieniu r > 0 i niech

∞

1

1

∞

1

X

[

[

1 =

S(( , 0) ,

) ,

X 2 =

S((0 , 0) ,

) ∪ {(0 , 0) },

n

n

n

n=1

n=1

∞

∞

r

X

[

[

n

3 =

S(( an, 0) , rn) ∪ {(0 , 0) }, X 4 =

S(( an, 0) ,

) ∪ {(0 , 0) },

2

n=1

n=1

gdzie rn = 1 ( 1 − 1 ) , a

− r

2 n

n+1

n = 1

n

n dla n = 1 , 2 , ... Dla każdej pary i, j 6= i ustalić czy przestrzenie Xi oraz Xj są homeomorficzne. Odpowiedź uzasadnić.

Zadanie 2

∞

Niech X

S

1 = Q × [0 , 1] , X 2 =

{ 1 } × [0 , 1] , X

n

3 = N × [0 , 1] , X 4 = N × (0 , 1) będą podprzestrzeniami n=1

płaszczyzny euklidesowej, gdzie N i Q oznaczają odpowiednio zbiór liczb naturalnych i zbiór liczb wymiernych. Zbadać, które z przestrzeni X 1 , X 2 , X 3 , X 4 są metryzowalne w sposób zupełny tj. są homeomorficzne z przestrzenią metryczną zupełną.

Zadanie 3

Niech X będzie przestrzenią topologiczną zwartą i f : X →

3

R przekształceniem ciągłym w prze-

strzeń euklidesową

3

3

R . Pokazać, że dla każdego punktu a przestrzeni R , który nie należy do f ( X) , istnieją liczby rzeczywiste 0 < r < R takie, że f ( X) ⊂ B( a, R) \ B( a, r) , gdzie B( x, s) oznacza kulę otwarta o środku x i promieniu s.

Zadanie 4

Podzbiór A przestrzeni metrycznej X nazywamy ε− gęsty jeżeli kule otwarte o środkach w punktach należących do A oraz promieniu ε stanowią pokrycie przestrzeni X.

Wykazać, że jeżeli przestrzeń metryczna X dla każdego ε > 0 zawiera spójny i ε− gęsty podzbiór Xε, to jest spójna.

Czy jest prawdą, że jeżeli przestrzeń X dla każdego ε > 0 zawiera łukowo spójny i ε− gęsty podzbiór Xε, to jest łukowo spójna?

Zadanie 5

Zbiór liczb rzeczywistych R z topologią, której bazą jest rodzina {[ a, b) }a<b,a∈ nazywa się strzałką.

R

Zbadać, czy podprzestrzeń strzałki [0 , 1] jest (a) przestrzenią topologiczną zwartą.

(b) przestrzenią topologiczną spójną.