home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #26 / NN_1992_26.iso / spool / sci / math / 14606 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-11-08  |  3.0 KB  |  62 lines

  1. Newsgroups: sci.math
  2. Path: sparky!uunet!comp.vuw.ac.nz!cc-server4.massey.ac.nz!TMoore@massey.ac.nz
  3. From: news@massey.ac.nz (USENET News System)
  4. Subject: Re: definition of topological space
  5. Message-ID: <1992Nov8.211002.20516@massey.ac.nz>
  6. Organization: Massey University
  7. References: <1992Nov5.033835.5180@leland.Stanford.EDU> <1992Nov5.203738.840@athena.mit.edu> <1992Nov6.035352.26163@infodev.cam.ac.uk>
  8. Date: Sun, 8 Nov 92 21:10:02 GMT
  9. Lines: 51
  10.  
  11. In article <1992Nov6.035352.26163@infodev.cam.ac.uk>, gjm11@cus.cam.ac.uk (G.J. McCaughan) writes:
  12. > Here is another axiomatic definition of "topological space", which is
  13. > probably more intuitive than the usual one in terms of open sets.
  14. > A topological space is a set X of "points", together with (for each point)
  15. > a class of subsets of X, called "neighbourhoods" of the point, such that:
  16. > 1. If N is a nbhd of x then x is in N.
  17. > 2. The intersection of two nbhds of x is a nbhd of x.
  18. > 3. Anything containing a nbhd of x is a nbhd of x.
  19. > This definition is equivalent to the one in terms of open sets. N is a nbhd
  20. > of x iff it contains some open set containing x; on the other hand, U is open
  21. > iff it is a nbhd of all its points. (This last is quite a good way of thinking
  22. > about just what an open set is.)
  23.  
  24. Not quite, you need
  25.  
  26. 4. Any nbhd N of x contains another nbhd M of x which is a nhbd of
  27. each of its points.
  28.  
  29. This implies that there are open neighbourhoods.
  30.  
  31. It is probably the extra complication here which suggested working
  32. with open sets. (It could also be that it seemed more elegant to have
  33. an absolute condition - open, without regard to any specific point -
  34. rather than a relative condition - a neighbourhood of a specific point).
  35.  
  36. One way of allowing one to work with neighbourhoods rather than
  37. open sets while not complicating the axioms (until there is motivation
  38. to do so) is to use the Frechet V-space notion.
  39.  
  40. A Frechet V-space is a set such that each point is equipped with a
  41. neighbourhood system. There are no axioms, but definitions are carefully
  42. phrased so that 1, 2 and 3 are unecessary. E.g. x is a point of accumulation
  43. of a set A i, if, whenever N is a nbhd of x, then N-{x} contains
  44. a point of A; while x is in the interior of A if there exists a nbhd N of x
  45. such that N U {x} is contained in A. (If we take as an axiom that x is
  46. in none of its nbhds, then we could use N instead of N-{x}, if x is in
  47. all its nbhds, then we could use N instead of N U {x}).
  48.  
  49. It turns out that the axiom 4 is needed to avoid the following. With the
  50. obvious definition of boundary, define the interior of a set to be the
  51. set without the boundary, and the closure, to be the set together with
  52. the boundary. The interior of the interior and the closure of the closure
  53. are not necessarily the interior and closure unless axiom 4 holds. 
  54. (In fact Frechet defines the interior to be the largest open subset and the
  55. closure to be the smallest closed subset). Without axiom 4, the interior and
  56. closure (as I defined them, not as Frechet did) are not open (closed).
  57.