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Interseção de fechados.

Por André Caldas @andrecaldas
    2021-12-02 14:00:26.368Z

    Utilizando a operação de fecho
    $$
    \overline{D} = \{x \in X :\, \forall V \in \mathcal{V}(a),\, V \cap D \neq \emptyset \},
    $$
    e a definição de fechado
    $$
    \text{$F$ é fechado}
    \Leftrightarrow
    F = \overline{F},
    $$
    mostre que a interseção de fechados é sempre um conjunto fechado.

    Ou seja, supondo que $\mathscr{F}$ seja uma família de conjuntos fechados, mostre que $\bigcap \mathscr{F}$ é um conjunto fechado.

    Resolvido no post #2, clique para visualizar
    • 11 respostas
    1. A
      Ayrton Teixeira @AyrtonAnjos
        2021-12-02 16:33:52.469Z

        É suficiente mostrar que $$\overline{\bigcap\mathscr{F}}\subseteq\bigcap\mathscr{F},$$pois a outra inclusão é válida para qualquer conjunto.
        Tomando $x\in \overline{\bigcap\mathscr{F}}$, por definição, qualquer vizinhança $V$ de $x$ intersecta $\bigcap\mathscr{F}$, logo intersecta qualquer $F\in \mathscr{F}$, assim, por definição, $x\in \overline{F}=F$ para todo $F\in \mathscr{F}$, ou seja, $x\in \bigcap\mathscr{F}$. Como $x$ foi tomado arbitrariamente segue a inclusão desejada.

        1. AAndré Caldas @andrecaldas
            2021-12-02 16:37:39.497Z

            Acho que você demonstrou inclusive que, pra qualquer família de conjuntos $\mathscr{D}$,
            $$
            \overline{\bigcap_{D \in \mathscr{D}} D}
            =
            \bigcap_{D \in \mathscr{D}} \overline{D},
            $$
            né? :-)

            1. AAyrton Teixeira @AyrtonAnjos
                2021-12-02 16:45:47.604Z

                Acredito que sim, se não usassemos que $\mathscr{F}$ é uma família de fechados poderíamos reescrever as últimas linhas para mostrar que $x\in\bigcap\overline{\mathscr{F}}$, para todo $x\in\overline{\bigcap\mathscr{F}}$.

              • Em resposta aAyrtonAnjos:
                Caio Tomás de Paula @CaioTomas
                  2021-12-02 17:24:48.525Z

                  Muito elegante!

                • B
                  Em resposta aandrecaldas:
                  Douglas Santos @bispo
                    2021-12-02 17:31:34.765Z2021-12-02 19:08:59.727Z

                    Seja $x\in \bigcap_{\lambda\in L} F_{\lambda}$, onde $L$ é um conjunto qualquer de índices, e cada $F_{\lambda}$ é fechado. Então,

                    $$x\in \bar{F}_{\lambda}, \forall \lambda\in L,$$

                    donde $V\cap F_{\lambda}\neq \emptyset,,\forall, V\in \mathcal{V}(x)$, para cada $\lambda\in L$.

                    Note que isto implica $$\bigcap_{\lambda\in L} V\cap F_{\lambda}\neq \emptyset,$$ para cada vizinhança $V$ de $x$, pois do contrário, teríamos a existência de alguma $V\in \mathcal{V}(x)$ e algum $\lambda_0$ para os quais $V\cap F_{\lambda_0}= \emptyset$ , contrariando $x\in \bar{F}_{\lambda_0}$.

                    Assim,
                    $$V\cap(\bigcap_{\lambda\in L}F_{\lambda})= \bigcap_{\lambda\in L} V\cap F_{\lambda}\neq \emptyset, \forall,V\in \mathcal{V}(x),$$ou seja, $x\in cl(\bigcap_{\lambda\in L} F_{\lambda})$. (Obs: cl quer dizer fecho.)

                    A recíproca é direta
                    $$ x\in cl(\bigcap_{\lambda\in L} F_{\lambda})\implies V\cap(\bigcap_{\lambda\in L}F_{\lambda})= \bigcap_{\lambda\in L} V\cap F_{\lambda}\neq \emptyset,\ \forall\ V \in \mathcal{V}(x)$$

                    que implica

                    $$V \cap F_{\lambda} \neq \emptyset, \forall V \in \mathcal{V}(x), \forall \lambda \in L\implies x \in \overline{F_{\lambda}}, \forall \lambda\in L \implies x \in \bigcap_{\lambda\in L} F_{\lambda}$$


                    PS: Parece que o $\TeX$ aqui não gosta muito de \bar com "índice": $\bar{F}_x$.

                    1. AAndré Caldas @andrecaldas
                        2021-12-02 19:09:34.773Z

                        Puxa... nem pra puxar o saco... :-(

                        1. BDouglas Santos @bispo
                            2021-12-02 20:01:17.394Z

                            Estava com alguma dificuldade em escrever aqui, por isso fiz no texstudio e coloquei a o png do que tinha feito junto com o código tbm. De toda forma, acho que tirando talvez a escrita, minha resposta está ok, (ou será que não? kkkk rindo de nervoso)

                            1. AAndré Caldas @andrecaldas
                                2021-12-02 21:23:07.803Z

                                Kkkk. Acho que sua resposta tá boa. Eu tô falando de puxar o saco justamente porque no vídeo eu critico o uso de $(\lambda \in \Lambda)$. :-)

                                Mas é só brincadeira. Fique à vontade pra responder como quiser.

                          • V
                            Em resposta aandrecaldas:
                            VITORIA CHAVES FERNANDES @VitoriaC
                              2021-12-02 20:10:51.824Z

                              Queremos provar que $\cap \mathcal{F}= \overline{\cap \mathcal{F}}$, para isso precisamos provar que:

                              a) $\cap \mathcal{F} \subseteq \overline{\cap \mathcal{F}}$
                              b) $\overline{\cap \mathcal{F}}\subseteq \cap \mathcal{F}$

                              Note que a primeira inclusão sai de imediato da definição. Então só precisamos provar que:

                              $\overline{\cap \mathcal{F}} \subseteq \cap F.$

                              Seja $x \in \overline{\cap \mathcal{F}}$, pela definição de fecho, temos que para toda vizinhança $x$, $V\cap \mathcal{F} \neq \emptyset$ o que implica que $x \in V$ e $x \in \mathcal{F}$.
                              Logo, $x \in \cap \mathcal{F}$.
                              Daí,
                              $\overline{\cap \mathcal{F}}\subseteq \cap \mathcal{F}$ como queriamos provar.

                              Obs: Tentei responder sem olhar as respostas dos colegas. Agora, irei comparar a minha ideia com o que foi postado aqui.

                              1. AAndré Caldas @andrecaldas
                                  2021-12-02 21:28:46.415Z

                                  Antigamente, eu também costumava escrever $V \cap \mathcal{F}$. Hoje em dia, prefiro escrever $\mathcal{F}|_V$. Isso, pra não esquecer que $\mathcal{F}$ é uma família de conjuntos. Por exemplo, $x \in \mathcal{F}$ é um pouco estranho.

                                  Faltou um pouco explicar direito o que é o $V$. (apesar de eu ter entendido)

                                  Vocês não precisam responder o que já foi respondido. O melhor é incrementar a respostas que já estão lá. A menos que a sua seja realmente diferente. Você pode fazer comentários e tentar melhorar a do colega.

                                  Vocês também não precisam se estressar em querer responder tudo. Amanhã vou explicar melhor como vai ser a dinâmica do fórum e da avaliação.

                                  1. VVITORIA CHAVES FERNANDES @VitoriaC
                                      2021-12-03 11:17:15.341Z2021-12-03 11:30:45.992Z

                                      Ok, professor. Obrigada por explicar um pouco como irá funcionar a dinâmica aqui no fórum, eu estava um pouco perdida.