espaces topologiques "presque" métrisables

En voici un dont je ne donnerai {\bf jamais} la solution et pour lequel j'offre un diner dans le restaurant de "ton choix" n'importe où en France.

On dira qu'un espace topologique $E$ est L-trique si pour tout point $a$ de $E$ il existe une suite d'ouverts $(U_n)_{n\in \N}$ telle que chaque $U_n$ contient $a$ et l'intersection des $U_n$ pour $n\in \N$ est le singleton $\{a\}$.

Je ne suppose aucune propriété de séparation de l'espace dans le qualificatif L-trique.

Prouver que pour tout ensemble $A$ il existe un ensemble $E$ qui contient $A$ sur lequel on peut mettre une structure de topologie L-trique et compacte. Autrement dit, prouver qu'il existe des L-triques compacts de cardinal arbitrairement grands

(Si quelqu'un prouve le contraire la récompense n'est pas valable...)
Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi

Réponses

  • Un indice: essayez de prouver que l'ensemble des parties de $\R$ (qui est quand-même assez gros) peut être muni d'une topologie L-trique qui le rend compact
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Pour le restaurant,
    --> "Le Jardin des Sens" à Montpellier,
    --> "Le Moulin de Lourmarin" à Lourmarin,
    C'est vraiment top .
  • Ok, promis!

    tu prévois le restaurant avant de dire la solution, je me régale d'avance...
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • [J'avais dit n'importe quoi. Sorry]
  • Je propose une solution pour $\mathbf{R}$ : je prends pour ouverts les complémentaires d'intervalles du type $] - \infty , a [\, \cup I_0 \cup \left( I_1 \cup \ldots \cup I_r \cup \ldots \right) \cup\, ]b , + \infty [$, avec $a \leq b$ des réels, et $\{ I_0 ,\ldots, I_r, \ldots \}$ sont un ensemble dénombrable d'intervalles ouverts contenus dans $]a,b[$. Trois précisions :
    \begin{enumerate}
    \item le cas $a=b$ est possible, auquel cas l'ouvert est le complémentaire d'un point. \\
    \item j'autorise $r=-1$ auquel cas il n'y a pas d'intervalle ouvert dans $]a,b[$, c'est-à-dire que l'ouvert est $] - \infty , a [\, \cup\, ]b , + \infty [$. \\
    \item Je rajoute $\mathbf{R}$ et le vide.
    \end{enumerate}
    Le propriété de $L$-separation est claire, il suffit pour $a \in \mathbf{R}$ de prendre $U_n = ] - \infty , a - n [\, \cup\, ]a - 1/n , a + 1/n [\, \cup\, ]a + n , + infty [$. Pour la propriété de compacité, si $\cup_n \Omega_n = \mathbf{R}$ alors supposons que $\Omega_0$ contienne $] - \infty , a [\, \cup\, ]b , + \infty [$, il reste donc à couvrir $[a,b]$ qui lui est compact. Donc il est couvert par un nombre fini de $\Omega_n$ pour $n \geq 1$.

    Pour le cas général je pose une question au préalable, dont je ne sais pas si elle est utile : peut-on mettre une relation d'ordre total sur un ensemble de n'importe quel cardinal ?
  • {\it Pour le cas général je pose une question au préalable, dont je ne sais pas si elle est utile : peut-on mettre une relation d'ordre total sur un ensemble de n'importe quel cardinal ?}

    OUI! Tu as même le droit à l'axiome du choix, tu peux mettre un {\bf bon ordre} sur tout ensemble.

    En ce qui concerne $\R$, comme il est équipotent à l'intervalle $[0,1]$ et que cet intervalle muni de la topologie habituelle est compact et L-trique**, il n'y a qu'à tout transporter ur $\R$ puisque le problème ne dépend que du cardinal...

    le mot "L-trique" m'était venu comme ça (ça veut juste dire "métrique sans l'inégalite triangulaire")
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Alors je propose ça : une fois ma relation de bon ordre {\bf{choisie}},

    1) je {\bf{choisis}} une partition $(P_{i})_{i \in I}$ de ton ensemble en sous-ensembles équipotents à $\mathbf{R}$ et disjoints deux à deux (ceci dans le cas où le cardinal est superieur ou égal à $\aleph^0$ ce qu'on suppose d'emblée) ;

    2) pour chaque $P_{i}$ je {\bf{choisis}} une bijection $\phi_i $ préservant l'ordre avec $\mathbf{R}$ muni de l'ordre usuel (ou comme tu l'as dit, avec $\left[ 0,1 \right]$) ;

    3) puis je prends pour ouverts le vide, l'ensemble tout entier, et toutes les unions disjointes $^{c}P_{i} \amalg \Omega$, où $\Omega \subset P_i $ est un ouvert pour la topologie "L-bonne" construite sur $\mathbf{R}$ et qu'on transporte sur $P_{i}$ grâce à la bijection $\phi_i $.

    Les axiomes d'une topologie m'ont l'air verifiés (et c'est la que l'hypothèse de partition du 1) est importante, pour vérifier qu'une union quelconque d'ouverts est ouverte). Les propriétés de $L$-séparation et $L$-compacité découlent du cas de $\mathbf{R}$. Je ne me suis pas privé d'utiliser l'axiome du choix comme tu m'y as autorisé.
  • Je modifie un peu ce que j'ai fait au 3):

    3) je prends le vide, l'ensemble tout entier et les $^{c} (P_{i_1 } \amalg \ldots \amalg P_{i_n} ) \amalg (\Omega_{i_1} \amalg \ldots \amalg \Omega_{i_n})$, ou les $i_1 , \ldots , i_n $ sont $n$ indices dans $I,\ n \in \mathbf{N}$, et les $\Omega_{i_j}$ sont des ouverts des $P_{i_j}$ pour la topologie L-adéquate.

    Alors là, me semble-t-il, mais j'espère que ce n'est pas un mirage, une intersection finie d'ouverts est ouverte. Avec mon ancien 3) quand on prenait l'intersection de deux ouverts on obtenait un ouvert hors liste.
  • ton signe c'est bien le signe d'union (même si tu veux insister sur le fait qu'elles sont "disjointes")?
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  • Oui. Y a-t-il un autre symbole en LaTeX permettant d'ecrire union disjointe ? moi j'ai utilise $\amalg$ \verb*/\amalg/.
  • Ok, tu fais une union disjointe de plusieurs copies de $[0,1]$, avec un genre de topologie produit

    Si $I$ n'est pas dénombrable, je ne vois pas trop en quoi ton espace est L-trique. Y a-t-il ne serait-ce qu'un seul point qui est l'intersection d'un suite d'ouverts?

    Pour la compacité, ça a l'air de marcher...
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  • Christophe,

    tu as raison pour la L-separation, il y a un probleme. Je verrai plus tard si je peux trouver un exemple voisin.

    La je n'ai pas trop le temps.
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