Упражнение 5.20 из ISM Джона Ли. Каждое открытое подмножество погруженного подмногообразия SSS в топологии подпространства также открыто в топологии подмногообразия

Это упражнение 5.20 из ISM Джона Ли. В тексте говорится, что это просто наблюдение, но мне трудно доказать этот факт.

Предполагать М является гладким многообразием и С М является погруженным подмногообразием. Покажите, что каждое подмножество С то, что открыто в топологии подпространства, открыто и в заданной топологии подмногообразия; и обратное верно тогда и только тогда, когда С встроен.

С М погруженное подмногообразие означает, что С наделен топологией (назовем ее топологией подмногообразия) и гладкой структурой, в которой отображение включения С М представляет собой плавное погружение.

Поскольку топология подпространства является наиболее грубой топологией, в которой отображение включения непрерывно, а гладкие отображения непрерывны, отсюда следует первый факт. Однако я не уверен, как показать, что топология подмногообразия содержится в топологии подпространства, только если С встроен.

После того, как вы показали, что функция является биекцией, упражнение становится простым, поскольку, согласно гипотезе, погружение отображает открытые множества в открытые множества, и, следовательно, его обратная функция непрерывна.

Ответы (1)

С является вложенным подмногообразием тогда и только тогда, когда включение С М является гладким вложением, но мы уже предполагаем, что С М является гладким погружением, поэтому С является вложенным подмногообразием (в нашем заданном сценарии) тогда и только тогда, когда С М является топологическим вложением.

Хорошо, если вы немного распутаете определение, вы увидите, что С М является топологическим вложением тогда и только тогда, когда заданная топология подмногообразия на С совпадает с топологией подпространства, исходящей из М . Но мы находимся в ситуации, когда вы уже доказали, что топология подмногообразия более тонкая, чем топология подпространства, поэтому на самом деле две топологии согласуются тогда и только тогда, когда топология подпространства более тонкая, чем топология подмногообразия.