Topología, 2017-18: Desarrollo del
curso día a día:
L, 11/09/2017: Introducción. Algunas ideas y contenidos de la
asignatura Topología. Bibliografía.
Método de evaluación.
Repaso de los conjuntos y operaciones con ellos, leyes de de Morgan,
producto directo, etc.
M, 12/09: La idea de generalizar las definiciones del Cálculo/Análisis
Matemático de las que nace el concepto de una métrica, a partir de la
distancia en la recta real. Definición de espacio métrico. Ejemplos: métrica discreta, varias métricas en R,
incluida la composición con una función positiva, creciente y
subaditiva para generar nuevas métricas, las métricas dp en Rn,
métricas en espacios de funciones.
X, 13/09: Generalización de los intervalos y discos: bolas
abiertas, bolas cerradas, esferas en un espacio métrico. Ejemplos en
varios espacios (euclídeos y de funciones continuas o generales),
las diferentes formas de las bolas en Rn
con las distintas
métricas dp. Conjuntos
abiertos: ejemplos y propiedades relativas a uniones e intersecciones.
La colección de todos los abiertos en un espacio métrico (topología
inducida por la métrica).
J, 14/09: Un ejemplo relativo a las propiedades de conjuntos abiertos. Las diferentes métricas en Rn
generan la misma colección de conjuntos abiertos. Conjuntos cerrados:
propiedades y ejemplos. Entornos. Puntos interiores. Interior de un
conjunto: definición, ejemplos y propiedades. Puntos de adherencia y cierre de un conjunto: definición y ejemplos.
L, 18/09: Propiedades básicas de la clausura (cierre o
adherencia). Borde o frontera de un conjunto: ejemplos y propiedades. Puntos aislados, puntos de acumulación y
el conjunto derivado de un conjunto. Ejemplos y propiedades. Una partición del cierre: relación con
el conjunto derivado.
M, 19/09: Repaso de funciones:
inyectividad, suprayectividad, propiedades de la imagen y de la imagen
inversa de conjuntos por una
función. Continuidad en un punto: tres definiciones equivalentes
entre
sí. Continuidad en un conjunto. Relación entre la continuidad e
imágenes inversas de abiertos (o cerrados). Un ejemplo de aplicaciones.
X, 20/09: Demostración del teorema sobre la continuidad e
imágenes inversas. Otro ejemplo. Distancia de un punto a un conjunto y
entre dos conjuntos en un espacio métrico. Ejemplos. Relación entre la
distancia nula y la adherencia. Continuidad de la función distancia.
J, 21/09: Ejercicios
(Hoja 1). Espacios topológicos: definición y primeros ejemplos.
L, 25/09: Más ejemplos de espacios topológicos.
Comparaciones entre topologías. Bases y topologías asociadas:
definición.
M, 26/09: Bases: ejemplos y propiedades. Ejercicios (Hoja 1).
X, 27/09: Más ejercicios (Hoja 1).
J, 28/09: Más
propiedades de bases.
L, 02/10. Subbases. Más ejercicios (Hoja 1). Repaso de las relaciones del orden. Orden
lexicográfico. Ejemplos.
M, 03/10: La topología del orden: intervalos y bases; rayos (semirrectas) y subbases. Ejemplos.
X, 04/10: La topología del producto de dos espacios topológicos: bases, subbases. Ejemplos.
J, 05/10: La topología de subespacio (topología heredada
o relativa). Ejemplos (incluida la métrica heredada). Propiedades:
relaciones con las bases y con la topología en el producto de dos
espacios.
L, 09/10: Más ejercicios (Hoja 1). Generalización de conceptos básicos a espacios topológicos: conjuntos cerrados. Ejemplos y propiedades.
M, 10/10: Interior y cierre en espacios topológicos.
Propidades y ejemplos. Equivalencias de las nuevas definiciones con las
vistas anteriormente, en espacios métricos.
X, 11/10: Más ejemplos y
propiedades del interior y cierre. Puntos límite (puntos de
acumulación) y conjunto derivado en un espacio topológico: propiedades.
L, 16/10: Límites
de una sucesión en un espacio métrico y en un espacio topológico y
propiedades de conjuntos finitos: la necesidad de introducir axiomas de
separación. Espacios de
Hausdorff. Axiomas de separación.
M, 17/10: Propiedades y ejemplos de espacios de Hausdorff (T2). Espacios de Frechet (T1): ejemplos y propiedades, relación con la topología cofinita.
X, 18/10: Frontera en espacios topológicos; propiedades.
Funciones continuas. Caracterización en términos de las bases y
subbases.
J, 19/10: Funciones continuas: ejemplos. Caracterizaciones
equivalentes de la continuidad. Homeomorfismos: definición, idea
intuitiva.
L, 23/10: Homeomorfismos: ejemplos. Ejercicios Hoja 1.
M, 24/10: Más ejemplos relacionados con homeomorfismos entre espacios. Ejercicios: Hoja 2.
X, 25/10: Ejercicios: Hoja 2.
J, 26/10: Ejercicios: Hoja 2.
L, 30/10: Primer examen parcial (en clase).
M, 31/10: Ejemplos de aplicaciones continuas y lemas que
permiten construir otras funciones continuas a partir de unas dadas.
J, 02/11: Más propiedades relacionadas con la continuidad. Dos maneras de definir la topología producto.
L, 06/11: Topología producto: caso de producto de una
familia numerable de espacios. Breve repaso: producto cartesiano
arbitrario, axioma de elección y sus consecuencias o formas
equivalentes.
M, 07/11: Axioma de elección y el producto cartesiano de
una colección arbitraria. Las dos formas de definir una topología en un
producto cartesiano: caso general. Comparación. Propiedades relativas a
subespacios, cierre y la propiedad de Hausdorff.
X, 08/11: Continuidad de funciones de un espacio
topológico en un producto directo: comparación de las dos topologías.
Ejercicios: Hoja 3.
L, 13/11: Aplicaciones abiertas y cerradas;
aplicación cociente. Definición, ejemplos y primeras propiedades.
M, 14/11: Más ejemplos de aplicaciones cociente.
¿Cómo convertir una aplicación sobreyectiva en una aplicación cociente
definiendo la topología adecuada?
X, 15/11: Ejercicios: Hoja 3.
J, 16/11: Espacio cociente. Propiedades. Ejercicios: Hoja 3.
L, 20/11: Espacio cociente; ejemplos de
construcciones de ciertas superficies conocidas como espacios cociente.
Conexión: definición y ejemplos.
M, 21/11: Caracterizaciones equivalentes de conexos. La
imagen de un conexo por una función continua es conexa. Unión de
conexos con intersección no vacía. Producto de conexos.
X, 22/11: Demostración de un resultado del otro día.
Los conjuntos unipuntuales son conexos. Subconjuntos conexos de la
recta real con la topología usual: un conjunto de más de un punto es
conexo si y sólo si es convexo si y sólo si es un intervalo (o rayo).
Conexión por caminos: definición.
J, 23/11: Conexión por caminos implica la conexión
pero no viceversa. La curva seno del topólogo y otros ejemplos. Ejercicios: Hoja 3.
L, 27/11: Componentes conexas y componentes conexas por caminos. Espacios localmente conexos. Ejemplos.
M, 28/11: Espacios localmente conexos por arcos.
Propiedades. Compacidad: repaso de las distintas caracterizaciones en Rn. Definición en un espacio topológico. Ejemplos. Independencia del subespacio en el que está contenido el conjunto.
X, 29/11: Compacidad y subconjuntos cerrados. Compacidad y
axiomas de separación. Ejemplo: los compactos de la recta dotada de la
topología cofinita. Invariancia por aplicaciones continuas.
Propiedad de la intersección finita y los conjuntos encajados.
J, 30/11: Demostración de la caracterización de compacidad
por intersecciones finitas del otro día. Si el producto cartesiano es
compacto, cada factor es compacto. El recíproco: enunciado del teorema
de Tychonoff. Lema del tubo.
L, 04/12: Fin de la demostración del caso finito en
el teorema de Tychonoff. Compacidad numerable (o por puntos de
acumulación) y compacidad secuencial (compacidad por sucesiones).
Equivalencia de estas definiciones en el caso de un espacio métrico (o
metrizable).
M, 05/12: Ejemplos relativos a la no equivalencia
entre los tres tipos de compacidad en espacios topológicos. Teorema del
mínimo y máximo para las funciones continuas en un espacio topológico y
con valores reales. De vuelta a los espacios métricos: lema de
Lebesgue. Teorema de continuidad uniforme (para las funciones continuas
de un espacio métrico compacto en otro espacio métrico).
J, 07/12: Compacidad en conjuntos totalmente ordenados con la propiedad del supremo (enunciado). Ejercicios: Hoja 3, Hoja 4.
L, 11/12: Axiomas de numerabilidad. Ejercicios: Hoja 4.
M, 12/12: Separabilidad. Ejercicios: Hoja 3, Hoja 4.
X, 13/12: La no separabilidad del cuadrado con la
topología del orden lexicográfico. Axiomas de
separación (separación de conjuntos): espacios regulares y T3. Ejemplos y propiedades. Ejercicios: Hoja 4.
J, 14/12: Examen parcial segundo (Módulo 00, Aula 302).
L, 18/12: Espacios normales y T4. Breve introducción a la topología algebraica. Homotopía de
aplicaciones; caso especial: homotopía de caminos. Ejemplos.
M, 19/12: Clases
de equivalencia de homotopía por caminos. Composición de caminos;
composición de clases de equivalencia. Lazos. Grupo fundamental.
Espacios simplemente conexos. Ejemplos.
X, 20/12: Independencia del grupo fundamental del
punto base en un espacio conexo por caminos. Isomorfía de los grupos
fundamentales de dos espacios homeomorfos. Más ejemplos de espacios
simplemente conexos, a partir de los subespacios convexos de Rn.
El grupo fundamental de la circunferencia: enunciado. Grupo fundamental
del producto de dos espacios. Ejemplo: grupo fundamental del toro.
J, 21/12: Retracto y retracto de deformación
fuerte. Ejemplos. Uso de la caracterización del grupo fundamental de
la circunferencia. Ejemplos de cálculo de grupos fundamentales: plano agujereado, corona (indicaciones), cilindro, toro sólido.