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Propriedades de Compactos

Verificar a compacidade pela definição muitas vezes é trabalhoso, o resultado dado no exercício a seguir nos ajudará a fazer isso de uma maneira mais simples:

Se um espaço é de Hausdorff, ele separa pontos de compactos.

De acordo com o que foi demonstrado nos itens anteriores, observe que, seja $(X,\tau)$ um espaço compacto de Hausdorff e $F\subset X$ um conjunto. Então, $F$ é fechado se, e somente se, $F$ é compacto.

Vejamos, a seguir, um resultado muito importante sobre a compacidade: ela é preservada pela continuidade.

Definição: Espaço localmente compacto

Dizemos que o espaço topológico $(X,\tau)$ é localmente compacto se todo $x\in X$ admite um sistema fundamental de vizinhanças compactas.

Mostre que $\mathbb{R}$ com a topologia usual é localmente compacto.

Para espaços espaços de Hausdorff, a compacidade implica na normalidade. Para espaços localmente compactos, é possível garantir a propriedade de ser completamente regular.

Seja $V$ vizinhança compacta de $x$, note que $V$ é completamente regular. Estenda a função definida em $V$ para $X$ e, por fim, mostre que essa nova função é a função desejada.

Definição: Compactificação

Seja $(X,\tau)$ espaço de Hausdorff. Dizemos que $(Y,\sigma)$ espaço de Hausdorff é uma compactificação de $X$ se $X$ é um subespaço denso de $Y$ e $(Y,\sigma)$ é compacto.

Definição: Compactificação de Alexandroff

Dizemos que uma compactificação $(Y,\sigma)$ é uma compactificação de Alexandroff se $Y=X\cup\{x\}$ onde $x\notin X$.

Definição: Suporte de uma função

Considere $\mathcal{F}$ o conjunto de todas as funções $f:\mathbb{R}\to\mathbb{R}$, não necessariamente contínuas. Considere sobre $\mathcal{F}$ a topologia produto (induzida por $\prod_{x\in\mathbb{R} }\mathbb{R}$). Chama-se de suporte de uma função $f$ o conjunto $\overline{\{x\in\mathbb{R}:f(x)\neq 0\}}$.