
Контрольные задания
1.1 а)
Показать, что если
и
- связные подмножества пространства
и
,
то
- связно.
б) Являются ли множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.2 а)
Показать, что компонента пространства
замкнута в
.
б) Являются ли множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.3 а) Показать, что любые две компоненты пространства или совпадают, или не пересекаются.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.4 а)
Показать, что множество всех компонент
пространства
его покрывают.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.5 а)
Доказать, что отрезок
связен.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.6 а)
Показать, что множества
и
в естественной топологии на
не гомеоморфны.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.7 а)
Показать, что множества
и
в естественной топологии на
не гомеоморфны.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.8 а)
Показать, что множества
и
в естественной топологии на
не гомеоморфны.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.9 а) Доказать,
что множество
является вполне несвязным в естественной
топологии на
.
б)
Являются ли множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.10 а) Доказать,
что множество
является вполне несвязным в топологии
Зоргенфрея на
.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.11 а) Доказать,
что множество
является вполне несвязным в естественной
топологии на
.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.12 а)
Доказать, что множество
является вполне несвязным в топологии
Зоргенфрея на
.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.13 а)
Доказать, что пространство
линейно
связно.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.14 а)
Доказать, что если
-
собственное непустое подмножество
связного топологического пространства,
то
.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.15 а)
Пусть
- связное множество пространства
.
Доказать связность
.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.16 а)
Показать, что если
и
- связные подмножества пространства
и, то
- связно.
б) Являются ли множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.17 а) Показать, что пространство с антидискретной топологией связно.
б) Являются ли множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.18 а) Показать, что пространство с дискретной топологией связно тогда и только тогда, когда оно содержит не более одной точки.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.19 а)
Доказать, что топологическое пространство
несвязно
тогда и только тогда, когда существует
такое непрерывное отображение
,
что
.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.20 а) Построить на числовой прямой два связных множества, таких, что их объединение было несвязным.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.21 а) Построить на числовой прямой два связных множества, таких, что их пересечение было несвязным.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.22 а)
Показать, что открытый шар пространства
- связное множество.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.23 а)
Пусть
- последовательность связных множеств
топологического пространства, для
которых
.
Показать, что
- связное множество.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.24 а) Показать, что подмножество множества рациональных чисел в естественной топологии связно тогда и только тогда, когда оно одноточечно.
б)
Являются ли множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.25 а) Показать, что две компоненты связности либо не пересекаются, либо совпадают.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.26 а) Показать, что пространство связно тогда и только тогда, когда любая пара его точек лежит в некотором связном подмножестве.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.27 а) Показать, что компоненты связности замкнуты.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.28 а) Доказать, что непрерывный образ линейно связного пространства линейно связен.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.29 а)
Показать, что интервал
-
линейно связен.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
1.30 а) Показать, что выпуклое подмножество евклидова пространства является линейно связным.
б) Являются ли
множества
связными в естественной топологии,
топологиях Зарисского, Зоргенфрея,
дискретной, антидискретной и топологии
стрелки,
2.1 а) Доказать, что компактное подмножество метрического пространства ограничено.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.2 а) Доказать, что замкнутое подмножество компактного пространства компактно.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
-
а) Доказать, что компактное подмножество метрического пространства ограничено.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
-
а) Доказать, что компактное хаусдорфово пространство регулярно.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.5 а) Показать, что метрическое
пространство
является компактным тогда и только
тогда, когда из всякой последовательности
его точек можно выделить сходящуюся
подпоследовательность.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.6 а) Показать, что замкнутое подпространство компактного пространства компактно.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.7 а) Показать, что метрическое
пространство
является компактным тогда и только
тогда, когда всякая его убывающая
последовательность непустых замкнутых
множеств имеет непустое пересечение.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.8 а) Показать, что любое компактное хаусдорфово пространство нормально.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.9 а) Пусть
(
с индуцированной из
топологией) и
.
Показать, что
не компактно.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.10 а) Показать, что любое метризуемое компактное пространство сепарабельно.
б) Доказать, что множество всех неподвижных точек непрерывного отображения Хаусдорфова пространства в себя является замкнутым.
2.11 а) Пусть множества
и
компактны. Показать, что компактно и
множество
.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.12 а) Доказать, что прямая
не компактна.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.13 а) Показать, что непрерывный образ компактного пространства компактен.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.14 а) Сохраняется ли при непрерывном отображении нормальность топологических пространств.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.15 а) Сохраняется ли при непрерывном
отображении нормальность, если
- непрерывное сюръективное отображение,
переводящее каждое замкну-тое множество
в замкнутое.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.16 а) Доказать, что дискретная
топология компактна на множестве
тогда
и только тогда, когда
конечно.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.17 а) Доказать, что бесконечное множество с дискретной топологией некомпактно.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
-
а) Доказать, что бесконечное множество с дискретной топологией локально компактно.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.19 а) Пусть
- компактное топологическое пространство,
и
- непересекающиеся замкнутые множества
в
.Доказать,
что существуют такие открытые множества
в
,
содержащие
и
,
которые не пересекаются.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.20 а) Пусть
-
компактное пространство и
- непрерывное отображение. Показать,
что отображение
ограничено и достигает на
своего наибольшего и наименьшего
значений.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.21 а) Показать, что если подмножество
компактно, а
хаусдорфово, то
- замкнуто.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.22 а) Показать, что компактное хаусдорфово пространство нормально.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.23 а) Привести пример компактного множества, замыкание которого некомпактно.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.24 а) Показать, что компактное множество всегда замкнуто.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.25 а) Показать, что компактное множество всегда ограничено.
б) Доказать, что множество всех неподвижных точек непрерывного отображения Хаусдорфова пространства в себя является замкнутым.
2.26 а) Показать, что множество
в естественной топологии на
является компактным.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.27 а) Доказать, что всякое замкнутое подмножество компактного множества является компактным.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.28 а) Пусть множества
и
метрического
пространства компактны. Доказать, что
тогда из того, что
следует
.
б)
Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.29 а) Доказать, что любое непрывное взаимнооднозначное отображение, определенное на компактном множестве является гомеоморфизмом.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.
2.30 а) Показать, что прообраз компактного множества при непрерывном отображении может не быть компактным.
б) Являются ли множества
из задания 1.б) компактными в естественной
топологии, топологиях Зарисского,
Зоргенфрея, дискретной, антидискретной
и топологии стрелки.