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/ NetNews Usenet Archive 1992 #18 / NN_1992_18.iso / spool / sci / math / 10514 < prev    next >
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Text File  |  1992-08-22  |  2.6 KB  |  54 lines

  1. Newsgroups: sci.math
  2. Path: sparky!uunet!gatech!bloom-beacon!bloom-picayune.mit.edu!athena.mit.edu!zeno
  3. From: zeno@athena.mit.edu (Richard Duffy)
  4. Subject: Re: Is Card(R)=Card(R^2)?
  5. Message-ID: <1992Aug23.011746.18471@athena.mit.edu>
  6. Sender: news@athena.mit.edu (News system)
  7. Nntp-Posting-Host: madman.mit.edu
  8. Organization: Massachvsetts Institvte of Technology
  9. References: <16dihrINNpet@function.mps.ohio-state.edu> <1992Aug13.230606.6227@informix.com> <16g754INNsmk@function.mps.ohio-state.edu>
  10. Date: Sun, 23 Aug 1992 01:17:46 GMT
  11. Lines: 41
  12.  
  13. In article <16g754INNsmk@function.mps.ohio-state.edu> Gerald Edgar writes:
  14. >>How about the unit line minus the end points, and the interior of
  15. >>the unit square?
  16. >
  17. >A continuous bijection from the open interval onto the open square
  18. >is also not possible.  The reason for it is a bit harder, this time.
  19. >But still not beyond a first course in point-set topology.
  20. >
  21.  
  22. I'm curious to know whether the method Prof. Edgar has in mind is simpler or
  23. just radically different than the following:
  24.  
  25. Given a continuous bijection  f: I --> I x I  where  I  is an open interval.
  26. I  is a countable union of closed subintervals  K_n , hence  I x I  is the
  27. countable union of the  f(K_n).  But I x I is open in R x R, hence has the
  28. Baire property that it is not a countable union of nowhere-dense subsets.
  29. [If you want to avoid the detail of proving that, just use  I = R  in the
  30. first place, via a homeomorphism, and the fact that  R x R  is a complete
  31. metric space.]
  32.  
  33. So some particular  f(K_n)  is not nowhere-dense; being also closed (since
  34. it is compact, as the continuous image of the compact set  K_n ),  f(K_n)
  35. therefore contains an open ball  B, which in turn contains a closed sub-ball
  36. C .   Now the inverse image  f^{-1}(C)  is a closed subset of  K_n  and
  37. thus compact, so the restriction of  f  to this set is a homeomorphism
  38. onto  C , i.e.  f^{-1} restricted to  C  is continuous.  But then  f^{-1}(C)
  39. must be a connected subset of  K_n , so it's a closed interval  J.  (We've
  40. essentially reduced the problem to the earlier one).  Now just remove three
  41. points from  C -- you still have a connected set, but its image under
  42. f^{-1},  which is  J \ {three points}  since  f  is bijective, can't
  43. possibly be connected.  [Note that a closed interval with *two* points
  44. removed could still be connected.]  So we've contradicted  f  out of
  45. existence.
  46.  
  47.  
  48.  
  49. --
  50. >> Richard Duffy  -----------\___ ((lambda (x) (list x (list (quote quote) x)))
  51. Internet:  zeno@athena.mit.edu   \____  (quote (lambda (x)
  52. Bitnet:    zeno%athena@MITVMA         \______(list x (list (quote quote) x)))))
  53. Voicenet:  +1 617 253 4045                   \------------------ 
  54.