Topología,
2018-19: Desarrollo del
curso día a día:
Clases 1-3 (impartidas por Luis
Guijarro), L, 10/09/2018 - X, 12/09/2018: Introducción y presentación
de los contenidos de la
asignatura. Bibliografía.
Método de evaluación. 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. Generalización de los intervalos y discos:
bolas
abiertas, bolas cerradas, esferas en un espacio métrico. Ejemplos en
espacios euclídeos,
las diferentes formas de las bolas en Rn
con las distintas
métricas dp.
Clase 4, J, 13/09/2018: Comentarios adicionales sobre la
asignatura, hojas de problemas. Representación de las bolas y esferas
en C[a,b], ejemplos. Comentarios sobre el tamaño del conjunto de las
funciones derivables en algún punto respecto al resto del espacio
C[a,b]. Conjuntos abiertos: definición, ejemplos en R2 con la métrica
euclídea.
Clase 5, L, 17/09/2018: Propieades de conjuntos abiertos.
Más ejemplos. Métricas equivalentes: definición; los conjuntos abiertos
inducidos por las métricas dp en Rn
coinciden.
Conjuntos cerrados: definición y ejemplos.
Clase 6, M, 18/09/2018: Propiedades de conjuntos cerrados.
Ejemplos adicionales. Puntos interiores e interior de un conjunto:
definciones, ejemplos y propiedades. Cierre (clausura o adherencia) de
un conjunto: ejemplos y propiedades.
Clase 7, X, 19/09/2018: (CAMBIO DE AULA: Módulo 16, 101-1)
Demostraciones
de algunas propiedades enunciadas del interior y del cierre. Puntos aislados. Puntos de acumulación.
Clase 8, J, 20/09/2018: Conjunto
derivado. Propiedades; relación del cierre con el conjunto derivado y
los puntos aislados. Ejemplos de puntos aislados y puntos de
acumulación, con la métrica habitual y con la métrica discreta en R. Entornos y entornos abiertos.
Clase 9, L,
24/09/2018: Comentarios sobre
entornos, propiedades. Frontera: ejemplos y propiedades. Convergencia
de sucesiones
en espacios métricos. Ejemplos.
Clase 10, M, 25/09/2018: Relación de las sucesiones convergentes con el
cierre, el conjunto derivado y los puntos aislados. Subsucesiones.
Conjuntos
acotados,diámetro, sucesiones
acotadas. Sucesiones de Cauchy; espacios métricos completos. Relación
entre las sucesiones convergentes, las de Cauchy y las acotadas.
Ejemplos.
Clase 11, X, 26/09/2018: Funciones: repaso de propiedades
básicas relativas a la imagen y preimagen, uniones e intersecciones.
Continuidad de funciones: definiciones usando bolas abiertas;
definiciones alternativas, usando entornos abiertos y sus imágenes y
preimágenes. Continuidad por sucesiones: caracterización (de dos
maneras); ejemplos pertinentes. Continuidad en un conjunto. Continuidad
y preimágenes de conjuntos abiertos (o cerrados); ejemplos.
Clase 12, J,
27/09/2018: Caracterización de conjuntos cerrados por sucesiones
(omitido antes). Demostración de la caracterización de continuidad por
preimágenes. Continuidad uniforme; preservación de las sucesiones de
Cauchy por funciones uniformemente continuas. Resolución de una
pregunta propuesta en clase. HOJA 1: soluciones de ejercicios 1 y 11.
Clase 13, L, 01/10/2017: HOJA 1: resolución de ejercicios 3, 5,
9, 10, 15 y 17.i).
Clase 14: M, 02/10/2017: Definición de topología y espacios
topológicos. Ejemplos: topología métrica, topologías discreta y
trivial, algunas topologías concretas en conjuntos finitos, topologías
cofinita y conumerable. HOJA 1: ejercicio 17. ii).
Clase 15: X, 03/10/2018: Comparación de topologías (una más fina
que otra), ejemplos. Intersección arbitraria de topologías es otra
topología. Ejemplo relativo a las uniones de topologías. HOJA 1:
ejercicio 6.
Clase 16, J, 04/10/2018: HOJA 1: ejercicios 7, 12, 15, 19. i).
Clase 17, L, 08/102018: HOJA 1: ejercicio 19. ii). Base
de una topología dada. Ejemplos: espacios métricos, topología discreta.
Una condición necesaria y suficiente para que una colección sea base de
alguna topología e identificación de dicha topología.
Clase 18, M, 09/10/2019: Una condición suficiente para que una
colección sea base de una topología dada. Ejemplos de distintas bases
de la topología usual de la recta y del plano. Topología de Sorgengrey
(o del límite inferior). Definición de subbase (para alguna topología).
Intersecciones finitas de elementos de una subbase son base para
una topología.
Clase 19, X, 10/10/2018: Demostración de la propiedad del
día anterior. Topología generada por una subbase o por un subconjunto
del espacio: caracterización. Definición alternativa: subbase para un
topología dada. Ejemplos de subbases: topología usual en R; topología
cofinita en un conjunto infinito.
Clase 20, J, 11/10/2018: Breve repaso y ejemplos de
relaciones de orden (parcial y total); orden lexicográfico. La
topología del orden: definición por subbase. Ejemplos: topología del
orden en R (la
usual), en N
(la discreta), en otros subconjuntos de R (unión de una
semirrecta cerrada y un intervalo abierto), en el plano con orden
lexicográfico.
Clase 21, L, 15/10/2018: Topología del producto cartesiano de
dos espacios: propiedades relativas a su base y subbase, ejemplos:
topología producto del plano, plano de Sorgenfrey. Topología de
subespacio
(relativa): definición.
Clase 22, M, 16/10/2018: Topología de subespacio (relativa):
primeras propiedades, ejemplos, relación con la topología producto. Los
conjuntos cerrados en espacios topológicos: propiedades básicas,
ejemplos (no métricos).
Clase 23, X, 17/10/2018: Propiedades de cerrados relativas a la
topología de subespacio. Cierre e
interior en espacios topológicos: definición, propiedades. Descripción
alternativa del cierre en un espacio topológico.
Clase 24, J, 18/10/2018: Ejemplos de interior y cierre en
algunas topologías, la cofinita incluida. Propiedades adicionales de
interiores y cierres en espacios topológicos y su comparación cuando se
tienen dos topologías comparables. Entornos y entornos abiertos.
Propiedades.
Clase 25: L, 22/10/2018: Puntos de acumulación y el conjunto
derivado en espacios topológicos: propiedades, ejemplo con la topología
cofinita de N.
Frontera en espacios topológicos: propiedades. HOJA 1: Ejercicios 4,
20. HOJA 2: Ejercicio 24.
Clase 26: M, 23/10/2018: Separación de puntos por bolas abiertas
en espacios métricos; la propiedad T2 (espacios de
Hausdorff). Otro ejemplo: topología del orden. Axioma T1.
Ejemplo: R
con la topología cofinita es T1 pero no es Hausdorff (HOJA
3, 43. i). Propiedades: un espacio es T1 si y sólo si todo
conjunto finito en él es cerrado; cualquier topología T1 es
más fina que la cofinita.
Clase 27, X, 24/10/2018: Propiedades adicionales de espacios de
Hausdorff. Espacios T0. Ejemplo de un
espacio que es T0 pero no es T1 (HOJA 3, 42. i). Convergencia de
sucesiones en un espacio topológico. Ejemplos en distintas topologías
de R
(usual, Sorgenfrey, trivial) y en otros espacios (no unicidad del
límite). Unicidad del límite en espacios de Hausdorff. T1 y
puntos de acumulación.
Clase 28, J, 25/10/2018: Ejercicios variados. HOJA 1: Ejercicio 18. HOJA 2: Ejercicios 26, 30,
31, 40. i)-iv).
Clase 29, L, 29/10/2018: Ejercicios variados. HOJA 2: Ejercicios 39,
i).ii), 40. v)-vi). HOJA 3: 42. ii), 43. ii), 47.
Clase 30, M 30/10/2018: Ejercicios variados. HOJA 2: Ejercicios 32, 39,
iii), vi), vii), viii).
Clase 31, X, 31/10/2018: Primer
examen parcial (en el aula del otro grupo: 401, Módulo 3
(comienzo: a las 10:25).
Clase 32: L, 05/11/2018: Continuidad (global) de una función
entre espacios topológicos. Ejemplos de funciones (continuas y
discontinuas) de R en R (dotado de distintas
topologías). Caracterizaciones equivalentes de la continuidad global:
enunciado y demostraciones.
Clase 33: M, 06/11/2018: Homeomorfismos: definición, propiedades
básicas. Espacios homeomorfos, la homeomorfía es una relación de
equivalencia. Ejemplos de conjuntos homeomorfos en R y en el plano.
Clase 34: X, 07/11/2018: Más ejemplos de funciones continuas y
formas de producirlas a partir de otras dadas: constantes,
inclusiones, composiciones, restriccciones, formulació local de la
continuidad, extensión o reducción del recorrido, lema del parcheado (o
del pegamiento).
Clase 35, J, 08/11/2018: Un ejemplo de uso del lema del
parcheado. Continuidad de las operaciones con funciones continuas con
valores reales. Continuidad de las funciones coordenadas para las
funciones de un
espacio topológico en el producto de otros dos espacios. La topología
producto: caso general (producto numerable). La topología por cajas y
la topología producto. Observaciones: para un producto finito, y, para
un producto
infinito, la topologia por cajas es estrictamente más fina.
Clase 36: L, 12/11/2018: Notación: I-tuplas arbitrarias. Axioma de elección. Comentarios sobre su relación con la existencia del producto cartesiano
y con otros resultados, constructivismo. La topología por cajas en el
producto cartesiano de una colección arbitraria de espacios
topológicos.
Clase 37: M, 13/11/2018: La topología producto en el
producto cartesiano de una colección arbitraria de espacios
topológicos. Propiedades:
continuidad de las proyecciones, propiedades del producto de
subespacios, productos de espacios de Hausdorff, propiedades relativas
a las bases, cierre del producto; enunciados y algunas pruebas. HOJA 4:
Ejercicio 61. i), iii).
Clase 38: X, 14/11/2018: Continuidad por coordenadas de una
función de un espacio topológico en el producto de otros espacios
topológicos, en la topología producto. Contraejemplo pertinente para la
topología por cajas. Ejemplo: aplicación continua que no lleva abiertos
en abiertos, aplicaciones abiertas: definición, ejemplos. Ejemplo:
aplicación continua y abierta que no lleva cerrados en
cerrados.
Clase 39, J, 15/11/2018: Aplicaciones cerradas: definición y
ejemplos. Aplicación cociente (identificación): definición, primeras propiedades, ejemplos.
Clase 40, L, 19/11/2018: Dos ejemplos de aplicaciones
sobreyectivas, continuas y cerradas (y, por tanto, cocientes) que no
son abiertas. Ejercicios variados. HOJA 2: Ejercicio 39, vii), corrección. HOJA 4: 49, 50.
Clase 41, M, 20/11/2018: HOJA 3: Ejercicio 44. Existencia
de una topología en el espacio de llegada que hace de una aplicación
sobreyectiva una cociente. Repaso: particiones y relaciones de
equivalencia de un conjunto. Proyección natural (canónica), topología
cociente: definición, ejemplos (circunferencia, superficie cilíndrica,
toro, banda de Möbius).
Clase 42: X, 21/11/2018: HOJA 4: Ejercicio 51. Conexión:
definición de un espacio conexo y de un subespacio conexo, primeras
propiedades (caracterizaciones equivalentes). Ejemplos: el espacio de
Sierpinski es conexo; algunos conjuntos no conexos en R.
Clase 43: J, 22/11/2018: Subespacios conexos de R:
equivalencia con la convexidad y con ser un intervalo. Comentarios
sobre la extensión a los continuos lineales. La imagen de un conexo por
una aplicación continua es otro conexo. Aplicación: la gráfica de una
función de un intervalo en R es un subconjunto conexo de R2. Unión de conexos con interscción no vacía es conexa. Ejemplo con uniones de gráficas.
Clase
44: L, 25/11/2018: Corolario: la unión de conexos que cortan a un
conexo (junto con él) es conexa (= HOJA 5, Ejercicio 72. ii)). Conexión del producto cartesiano
finito de
conexos. Los
conjuntos que contienen a un conexo y están contenidos en su cierre
también son conexos. Teorema del valor medio (generalizado).
Clase 45: L, 25/11/2018 (hora no habitual -en el horario de TIM- en lugar de la clase del martes 26) Conexión por caminos.
Ejemplos: intervalos en la recta, conjuntos en el plano, la curva seno del topólogo.
Clase 46: X, 27/11/2018: Componentes conexas: definición, propiedades, ejemplos en R.
Componentes conexas por caminos: definición, propiedades, ejemplo: la
curva seno del topólogo, de nuevo. Teorema: todo abierto y conexo en el
plano es conexo por caminos (enunciado, relevancia).
Clase 47: J, 28/11/2018: Representación de los abiertos de R. Conexión local: definición, ejemplos. Compacidad: repaso de los hechos conocidos en espacios euclídeos, definición en espacios topológicos, ejemplos. HOJA 4: Ejercicio 53. i).
Clase 48: L, 03/12/2018: Ejemplo: compacidad de los conjuntos
finitos. Relación entre los compactos y los cerrados en espacios
compactos y en espacios de Hausdorff. Separación de puntos y conjuntos
compactos por abiertos. Ejemplo: los cerrados y los compactos en la
recta con topología cofinita. La imagen de un compacto por una
aplicación continua es compacta.
Clase 49: M, 04/12/2018: Las
aplicaciones continuas y biyectivas de un compacto en un espacio de
Hausdorff son homeomorfismos (= HOJA 5, Ejercicio 91). La propiedad de la intersección finita.
Compacidad del producto cartesiano: la implicación fácil en el teorema de Tychonoff. HOJA 4: Ejercicio 53. iii).
Clase 50: X, 05/12/2018: Lema
del tubo (cilindro), demostración del teorema de Tychonoff (Tíjonov)
para el producto de dos espacios compactos. Compacidad de intervalos
cerrados en
conjuntos totalmente ordenados con la propiedad del supremo: enunciado
y corrección del enunciado del libro.
TUTORÍA DE GRUPO: X, 05/12/2018: a las 11:30 en el aula de clase. Dudas teóricas y correcciones. HOJA 4: Ejercicios 53. ii), 54, 61. ii); HOJA 5. Ejercicio 73.
Clase 51: L, 10/12/2018: HOJA 5: Ejercicios 71, 74, 89, 90.
Observación importante: los problemas 71. i) y 74. i) pueden usarse
como resultados teóricos en cualquier examen (sin prueba, pero
correctamente enunciados).
Clase 52: M, 11/12/2018: HOJA 4: 67. Preguntas/dudas. HOJA 5: 81 ii), iii).
Clase 53: X, 12/12/2018: Axiomas de numerabilidad: motivación (lema de
la sucesión), I y II AN, primeras propiedades, ejemplos.
TUTORÍA DE GRUPO: X, 12/12/2018: a las 11:30 en el aula de
clase. Correcciones, dudas teóricas. Repaso del segundo examen parcial
del año 2017-18.
Clase 54: J, 13/12/2018: Segundo examen parcial. Grupo de Doble Titulación y M1: Aula 302, Módulo 00 (a las 10:25)
Clase 55: L, 17/12/2018: Espacios separables, recubrimientos
numerables, espacios de Lindelöf: propiedades y ejemplos. Idea de la
topología algebraica: intuición para definir el grupo fundamental.
Homotopía entre dos aplicaciones: definición y
ejemplos.
Clase 56: M, 18/12/2018: Homotopía de caminos: una relación de
equivalencia. Composición de dos caminios y la operación que induce
entre las clases de equivalencia. Lazos, camino inverso. Grupo
fundamental.
Clase 57, X, 18/12/2018: Independencia del grupo fundamental del
punto base en espacios conexos por caminos. Espacios simplemente
conexos. Ejemplos: espacios euclídeos y sus subconjuntos convexos.
Espacios homeomorfos tienen grupos fundamentales isomorfos. Ejemplos:
algunos subconjuntos no convexos del plano que son simplemente conexos.
Clase 58, J, 19/12/2018: Grupo
fundamental de la circunferencia: enunciado. Grupo fundamental del
espacio producto; ejemplos: los grupos fundamentales del toro
(superficie) y del toro sólido: HOJA 6: Ejercicio 101.ii). Retracto y retracto de deformación
fuerte: definición y ejemplos. El retracto de deformación fuerte de un
espacio tiene el mismo grupo fundamental. Ejemplos: los grupos
fundamentales del plano agujereado, de un cilindro y de una corona: HOJA 6. Ejercicio 101. i).