14 Espacios no homeomorfos
Demuestre que y no son homeomorfos.
Si consideramos el intervalo y . Como y , no es conexo, mientras que sí lo es.
Cualquier espacio topológico homeomorfo a un espacio conexo es conexo.
Algunas propiedades preservadas por homeomorfismos son:
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-espacio
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-espacio
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-espacio
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espacio regular
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-espacio
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satisfacer el segundo axioma de numerabilidad
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espacio separable
Un subespacio de es conexo si, y solo si, este es un intervalo.
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Supongamos que y es conexo. Por reducción al absurdo, supongamos que no es un intervalo. Entonces de forma que con . Se tiene que , luego , y como se tiene que .
Además, porque y porque pero . Luego esto es una contradicción con que es conexo.
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La demostración de que los intervalos son conexos es la misma que la demostración de la proposición III.6, sustituyendo por un intervalo.
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Sean espacios topológicos tales que siendo un homeomorfismo. En estas condiciones ,
Consideramos
que evidentemente es biyectiva.
Si , con , se tiene que
por lo que .
La imagen recíproca se prueba de forma similar. ∎
Si con , , puesto que al eliminar el punto , el subespacio resultante es conexo, pero no es conexo.
Si son números reales con y , entonces
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Sin embargo, si se tiene que . Sabemos que , por lo que de forma similar y . Definiendo
se tiene que y por tanto .