Plan de Sorgenfrey

En mathématiques, le plan de Sorgenfrey est un espace topologique souvent utilisé, à plusieurs titres, comme contre-exemple^[1]. C'est le produit S×S de la droite de Sorgenfrey S par elle-même. Robert Sorgenfrey a démontré que le plan S×S est non normal (donc non paracompact), tandis que la droite S est paracompacte (donc normale)^[2].

Définition

Le plan de Sorgenfrey S×S est l'ensemble produit ℝ×ℝ, muni de la topologie dont une base d'ouverts est constituée des rectangles de la forme [a, b[×[c, d[, c'est-à-dire que les ouverts de S×S sont les réunions de tels rectangles.

Propriétés

• La topologie de S×S est strictement plus fine que la topologie usuelle de ℝ×ℝ. Elle n'est tout de même pas discrète.
• S×S est séparable, à bases dénombrables de voisinages et complètement régulier (car S l'est).
• Il n'est pas localement compact (car le fermé S×{0} ne l'est pas).
• Sa petite dimension inductive ind(S×S) étant nulle (comme celle de S), il est totalement discontinu.
• Il n'est pas de Lindelöf (alors que S l'est). En effet, l'antidiagonale Δ = {(x, –x) | x ∈ ℝ} est un fermé discret non dénombrable.
• Par conséquent, il n'est pas à base dénombrable ni σ-compact.
• Il n'est pas métrisable car, bien que séparable, il possède un sous-espace non séparable (l'antidiagonale Δ).
• S×S n'est pas normal (alors que S est parfaitement normal), puisqu'il est séparable et possède un fermé discret Δ ayant la puissance du continu ou, plus directement, puisque K = {(x, –x) | x ∈ ℚ} et Δ\K sont deux fermés disjoints non séparés (en) par deux ouverts disjoints.

Notes et références

• (en) John L. Kelley, General Topology, Springer, coll. « GTM » (n^o 27), 1975, 298 p. (ISBN 978-0-387-90125-1, lire en ligne)

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Sorgenfrey plane » (voir la liste des auteurs).

Article connexe

Plan de Moore

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