home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / math / 17371 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-12-23  |  3.3 KB  |  65 lines

  1. Newsgroups: sci.math
  2. Path: sparky!uunet!think.com!mintaka.lcs.mit.edu!zurich.ai.mit.edu!ara
  3. From: ara@zurich.ai.mit.edu (Allan Adler)
  4. Subject: Re: more math puzzles
  5. In-Reply-To: mbeattie@black.ox.ac.uk's message of 18 Dec 92 10:14:09 GMT
  6. Message-ID: <ARA.92Dec23115312@camelot.ai.mit.edu>
  7. Sender: news@mintaka.lcs.mit.edu
  8. Organization: M.I.T. Artificial Intelligence Lab.
  9. References: <24341@galaxy.ucr.edu> <1992Dec18.101409.4666@black.ox.ac.uk>
  10. Date: Wed, 23 Dec 1992 16:53:12 GMT
  11. Lines: 52
  12.  
  13.  
  14.  
  15. I'm not entirely convinced by Macolm Beattie's explanation that the tangent
  16. bundle to L is nontrivial and there is another point he raises that I
  17. would like to address.
  18.  
  19. Suppose the tangent bundle to L is nontrivial. Then as he points out
  20. there is a nowhere vanishing vector field on L. I don't integrate
  21. vector fields very often, but it seems to me that this implies that
  22. there is an action of R on L, where R is the additive group of real
  23. numbers, which I will refer to as translation on L. Translating by
  24. a real number x will be a mapping from L to itself and any mapping
  25. from L to itself fixes a closed cofinal subset. This is therefore
  26. true for x=1, x= 1/2, x=1/4, and so on. The intersection of countably
  27. many closed cofinal subsets of L is itself closed and cofinal,
  28. so there is a closed cofinal (in particular nonempty) subset of L
  29. every points of which is fixed by all translations. The vector field
  30. vanishes at such a point.
  31.  
  32. It is not true that every continuous map from R to L is eventually constant.
  33. R can be mapped homeomorphically onyo an open interval of R, hence of
  34. one of the intervals used to make up L. It is, however, true that
  35. any map from L to R is eventually constant. More generally, any
  36. map from L to a metric space is eventually constant. To prove this,
  37. note that L is sequentially compact and that any continuous map must
  38. preserve sequential compactness. So if f: L--> M is continuous and
  39. u is in L then, denoting by Lu the part of L above and including u,
  40. f(L_u) is sequentially compact and hence compact, since M is a metric
  41. space. Therefore, the intersection of f(L_u) is nonempty as u goes
  42. to infinity in L. That  proves there is a u such that f(u) is
  43. taken on cofinally as a value. Since any two cofinal closed subsets
  44. of L meet, it follows that f is eventually constant and equal to f(u).
  45.  
  46. One application of this is that L is itself not metrizable. Here is another:
  47. it is proved in Singer and Thorpe, e.g. that the product of continuum
  48. many unit intervals is not metrizable. But using the long line, you can
  49. prove that the product of aleph-1 unit intervals is not metrizable:
  50. for each countable ordinal b, you can map L onto the b-th interval that
  51. makes up the long half line by making the map the identity on the interval,
  52. scrunching stuff before the interval into the left endpoint and scrunching
  53. stuff after the interval into the right endpoint. That gives a family
  54. of mappings into [0,1] indexed by the countable ordinals and these maps
  55. separate points of the long half line(which is what I actually proved the 
  56. property for, i.e. that maps into metric spaces are eventually constant).
  57. The product of this family of maps is a continuous injective map from the
  58. long half line into the product of aleph-1 copies of [0,1]. Therefore,
  59. that product is not a metric space.
  60.  
  61. This proves that the long line is good for something. :)
  62.  
  63. Allan Adler
  64. ara@altdorf.ai.mit.edu
  65.