手筋: 分離公理を「証拠となる開集合」に翻訳して制限・積・連続像で運ぶ (Ex VII.5.5 / Prop VII.5.4 / Sorgenfrey Ex VII.2.3)
- 手筋: 分離公理を「証拠となる開集合」に翻訳して制限・積・連続像で運ぶ (Ex VII.5.5 / Prop VII.5.4 / Sorgenfrey Ex VII.2.3) #Card
- 位相の $T_0$(一般に分離公理)が部分空間・積で保存されることを、なぜ一撃で言えるのか?一般の収束では保存されないのはなぜか?
核: 位相の分離公理は「点(対)を区別する開集合という局所的な証拠」の存在で言い換えられる。証拠は制限・積・連続像で運べるので保存が自動化される。
- $T_0$(位相)= Prop VII.5.4: 相異なる2点 $x_0\neq x_1$ の一方のみを含む開集合が存在。
- 部分空間で保存(Ex VII.5.5): $Y\subset X$、$y_0\neq y_1\in Y$ を分離する $\xi$-開 $O$ をとり、$O\cap Y$ が $\xi|_Y$-開でやはり一方のみ含む。開集合を $Y$ に制限するだけ。
- 境界判定にも同じ発想(Ex VII.2.3): 集合が閉でないことは「境界点を1つ選び、その近傍が集合外へはみ出す」=分離する近傍の非存在で示す。
一般の収束では破綻: $T_0$ の定義 $x_0\neq x_1\Rightarrow\xi^-(x_0)\neq\xi^-(x_1)$(cards/topology/t0-convergence)は「収束フィルターの族が点を区別」で、制限するとフィルター族が痩せて区別能力を失いうる(Example III.7.6)。位相では区別が開集合という局所化可能な object に担われるため制限で生き残る——ここが位相と一般収束の分かれ目。
射程: $T_1,T_2,T_3,T_{3\frac12}$ …すべて「分離する開集合/連続関数の存在」に翻訳してから運ぶ(Tikhonov 積での $T_2$・$T_{3\frac12}$ の保存、埋め込みでの継承)。分離を連続関数で担わせると cards/topology/technique-diagonal-embedding(対角埋め込み)に直結。
Mathlib: T0Space/T1Space/T2Space、部分空間保存は Subtype.t0Space 系(Topology.IsInducing.t0Space)、積は Pi.t2Space 等。