¿Puede proporcionar un camino para la comprensión de la topología matemática?

El concepto central en topología es el de función continua. Usted ya conoce las funciones continuas del cálculo, pero esas son solo funciones continuas desde los números reales hasta los números reales. La topología no solo considera funciones continuas desde [math] \ mathbf R [/ math] a [math] \ mathbf R [/ math], sino que las considera desde cualquier espacio topológico [math] S [/ math] a cualquier otro ( o lo mismo) espacio topológico [matemática] T [/ matemática].

El problema para los matemáticos de principios del siglo XX fue caracterizar un espacio topológico. ¿Qué es? ¿Cómo puede saber cuáles son las funciones continuas entre espacios topológicos? Tenga en cuenta esas preguntas al comenzar su estudio de topología.

La teoría de conjuntos se desarrolló casi al mismo tiempo, pero realmente no necesita saber mucho sobre la teoría de conjuntos para la topología. Necesita saber sobre sindicatos, intersecciones y complementos. Ya sabes sobre esas cosas. Estás listo para estudiar topología.

Hay varias formas de definir un espacio topológico. Puede definirlo en términos de conjuntos abiertos, conjuntos cerrados, una operación de cierre, una base de conjuntos abiertos, etc. Todos son equivalentes y se describen en cualquier libro de texto introductorio sobre topología.

A medida que aprenda sobre ellos, estudie ejemplos. La topología habitual en [math] \ mathbf R [/ math] es la primera en considerar. Una base de conjuntos abiertos consiste en intervalos abiertos [matemática] (a, b) [/ matemática]. Un conjunto abierto es solo una unión arbitraria de intervalos abiertos. Puede ser una unión finita o una unión infinita. Es importante que compruebe usted mismo que estos conjuntos abiertos satisfacen los axiomas de un espacio topológico. Eso no es tanto para mostrar que [math] \ mathbf R [/ math] es un espacio topológico, sino para darle una comprensión de los axiomas. Un conjunto cerrado es el complemento de un conjunto abierto. El cierre de un subconjunto es el conjunto cerrado más pequeño que contiene ese subconjunto.

Mira otros ejemplos también. El plano [math] \ mathbf R ^ 2 [/ math] tiene una topología habitual que debe conocer.

Luego, y más importante, es la definición de una función continua [matemática] f: S \ a T [/ matemática] de un espacio topológico a otro. Hay varias definiciones equivalentes de continuidad. Puede describir la continuidad en términos de conjuntos abiertos, conjuntos cerrados, la operación de cierre, etc. Estudie estas definiciones y verifique que coincidan con [math] \ epsilon [/ math] – [math] \ delta [/ math] definición de funciones continuas [math] f: \ mathbf R [/ math] a [math] \ mathbf R [/ math] que conoce del cálculo.

Eso debería llevarte una o dos semanas.

La topología se trata de pruebas. Si no ha creado sus propias pruebas en cursos de matemáticas anteriores, puede resultarle difícil.

Sugiero usar la topología de Munkres , segunda edición como guía / ruta para aprender la topología. La parte I de este libro de texto (capítulos 1–8) se centra específicamente en la “topología general”, que generalmente es lo primero que se estudia en topología. Esta parte del libro de texto se presenta en un orden cronológico bien escrito a partir de la teoría de conjuntos y la construcción de la teoría de la topología general. El Capítulo 1 es muy importante ya que analiza los componentes básicos de la topología (teoría de conjuntos, funciones, contabilidad, recursividad, axioma de elección, conjuntos bien ordenados, principio máximo, etc.). Por lo tanto, le recomiendo centrarse realmente en el Capítulo 1 y en la redacción de pruebas generales para permitirle comprender mejor los Capítulos 2 y siguientes, donde se define la topología, etc. Después de comprender bien la “Topología general” (es decir, resolver muchos problemas al final de cada capítulo), puede avanzar a otras ramas de la topología (algebraica, diferencial, etc.).

No conozco los temas avanzados de topología, por lo que no puedo darle un camino en su estudio; Lo que puedo hacer es decirte una forma de comenzar el estudio de la topología, que yo mismo he seguido.

Antes de tomar los primeros temas de topología, estudie la teoría de los espacios métricos. Son un caso especial de espacios topológicos (como puede probar fácilmente), pero aun así mantienen muchas propiedades generales interesantes que probará más adelante en espacios topológicos. Al hacerlo, se familiarizará con ejemplos prácticos de los objetos típicos (como conjuntos abiertos) que en topología se definen axiomáticamente. Además, es bueno notar qué propiedades se pierden cuando define un espacio que no tiene necesariamente una distancia definida, en comparación con uno que sí lo hace.