Je cherche des exemples
J'ai une démonstration du résultat suivant : soit $X$ un espace topologique et $\mathcal{A}$ une famille localement finie de $X$, et soit $Y = \displaystyle \bigcup_{A \in \mathcal{A}}A$. Alors $\overline{Y} = \displaystyle \bigcup_{A \in \mathcal{A}}\overline{A}$.
(Juste au cas où : $\overline{P}$ c'est l'adhérence de $P$, bien entendu)
Ensuite, il y a le résultat suivant : soit $X$ un espace régulier ($T_0/T_2$ et $T_3$, pour mettre tout le monde d'accord), ayant une base de topologie $\mathcal{B}$ dénombrablement localement finie : $\mathcal{B} = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}\mathcal{B}_n$ où chaque $\mathcal{B}_n$ est une famille localement finie de $X$. Le but est de prouver que $X$ est un espace normal (donc qu'il vérifie $T_4$, puisque $T_2$ nous est offert).
La première étape de la preuve consiste à prendre un ouvert $W$ de $X$, et de trouver une famille dénombrable d'ouverts $(U_n)_{n \in \mathbb{N}}$ telle que $W = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}U_n = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}\overline{U}_n$.
Je n'ai pas de mal avec la preuve, mais l'égalité que je viens d'écrire me perturbe un peu. On parle d'une réunion dénombrable d'ouverts qui est égale à la réunion de leurs adhérences. Ça me perturbe.
Je pense qu'en prenant $W=X=\mathbb{R}$, on peut bricoler une famille dénombrable d'ouverts qui vérifie $\mathbb{R} = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}U_n = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}\overline{U}_n$.
Ce que j'aimerais, c'est...
1) Des exemples "non triviaux" d'espaces réguliers (je vous vois venir, avec vos topologies extrêmes)
2) Dans n'importe quoi comme espace, des exemples non triviaux/non pathologiques de familles dénombrables d'ouverts qui vérifient $\displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}U_n = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}\overline{U}_n$.
(Juste au cas où : $\overline{P}$ c'est l'adhérence de $P$, bien entendu)
Ensuite, il y a le résultat suivant : soit $X$ un espace régulier ($T_0/T_2$ et $T_3$, pour mettre tout le monde d'accord), ayant une base de topologie $\mathcal{B}$ dénombrablement localement finie : $\mathcal{B} = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}\mathcal{B}_n$ où chaque $\mathcal{B}_n$ est une famille localement finie de $X$. Le but est de prouver que $X$ est un espace normal (donc qu'il vérifie $T_4$, puisque $T_2$ nous est offert).
La première étape de la preuve consiste à prendre un ouvert $W$ de $X$, et de trouver une famille dénombrable d'ouverts $(U_n)_{n \in \mathbb{N}}$ telle que $W = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}U_n = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}\overline{U}_n$.
Je n'ai pas de mal avec la preuve, mais l'égalité que je viens d'écrire me perturbe un peu. On parle d'une réunion dénombrable d'ouverts qui est égale à la réunion de leurs adhérences. Ça me perturbe.
Je pense qu'en prenant $W=X=\mathbb{R}$, on peut bricoler une famille dénombrable d'ouverts qui vérifie $\mathbb{R} = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}U_n = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}\overline{U}_n$.
Ce que j'aimerais, c'est...
1) Des exemples "non triviaux" d'espaces réguliers (je vous vois venir, avec vos topologies extrêmes)
2) Dans n'importe quoi comme espace, des exemples non triviaux/non pathologiques de familles dénombrables d'ouverts qui vérifient $\displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}U_n = \displaystyle \bigcup_{n \in \mathbb{N}}\overline{U}_n$.
Réponses
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1) La plupart des espaces auxquels tu penses quand tu fais de la topo non pathologique/non géométrie algébrique sont normaux, en particulier réguliers. C'est le cas par exemple de $\mathbb R$, de toutes les variétés (au sens de la géométrie différentielle), de tous les CW-complexes : $\mathbb RP^2, \mathbb CP^\infty, S^n, ...$ .
2) Dans $\mathbb R$, tu prends une union strictement croissante d'intervalles ouverts. En fait, plus généralement, il suffira de $\overline{U_n} \subset U_{n+1}$ (il suffit même de beaucoup moins, mais en général dans les constructions c'est cette condition qui apparaît). Ce genre de machins apparaît souvent quand tu as des espaces localement compacts : tu prends un ouvert $U_0 := U$ d'adhérence compacte, tu recouvres son adhérence par un nombre fini de petits ouverts d'adhérence compacte et tu appelles leur union $U_1$ et tu recommences, ça te fait une belle suite $(U_n)$.
Ce genre de construction est utile quand tu sais faire des trucs sur des "petits ouverts" (e.g. ouverts d'adhérence compacte) et que tu veux recoller. -
Je vais essayer de démontrer à la main qu'une variété différentielle est un espace normal, tiens. Ça me fera pas mal d'exemples. Les CW-complexes, je ne connais ça que de nom pour l'instant.
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