Teorema de Borsuk-Ulam

En matemáticas, el teorema Borsuk-Ulam afirma que cualquier función continua de una n-esfera en el espacio euclideo de dimensión n hace corresponder algún par de puntos antipodales al mismo punto. (Dos puntos en una esfera llaman antipodales si están exactamente en direcciones opuestas desde el centro de la esfera.)

Formalmente:

Si

f:S^{n}\to \mathbb {R} ^{n}

es continua entonces existe un

x\in S^{n}

tal que:

f(-x)=f(x)

.

El caso n = 1 puede ser ilustrado diciendo que siempre hay un par de puntos opuestos en el ecuador de la tierra con la misma temperatura. Lo mismo es cierto para cualquier círculo. Esto suponiendo que la temperatura varía continuamente.

El caso n = 2 se ilustra a menudo diciendo que en cualquier momento, siempre hay un par de puntos antipodales en la superficie de la Tierra con iguales temperaturas e iguales presiones barométricas.

Stanisław Ulam fue el primero en conjeturar el teorema y posteriormente fue demostrado por Karol Borsuk en 1933.

Existe una demostración elemental de que el teorema de Borsuk-Ulam implica el Teorema del punto fijo de Brouwer.[1]

Corolarios

Ningún subconjunto de ℝⁿ es homeomorfo a Sⁿ.
El Teorema del sándwich de jamón: Para cualesquiera conjuntos compactos $A_{1},\ldots ,A_{n}$ en ℝⁿ siempre se puede encontrar un hiperplano que divide cada uno de ellos en dos subconjuntos de medida igual.
El Teorema de Lusternik-Schnirelmann: Si la esfera Sⁿ és recubierta por n+1 conjuntos abiertos, entonces uno de estos conjuntos contiene un par (x, −x) de puntos antipodales. (Esto es equivalente al teorema de Borsuk-Ulam)

Véase también

Lema de Sperner
Lema de Tucker

Referencias

Borsuk–Ulam theorem implies the Brouwer fixed point theorem Archivado el 13 de octubre de 2008 en Wayback Machine. — PDF

Borsuk, Karol (1933). «Drei Sätze über die n-dimensionale euklidische Sphäre». Fundamenta Mathematicae (en alemán) 20: p. 177-190.
Matoušek, Jiří (2003). Using the Borsuk–Ulam theorem (en inglés). Berlín: Springer-Verlag. ISBN 3-540-00362-2.
Lyusternik, L.; Shnirel'man, S. (1930). «Topological Methods in Variational Problems». Issledowatelskii Institut Matematiki i Mechaniki pri O. M. G. U. (en inglés) (Moscow).
Hatcher, Allen. Algebraic Topology.

Datos: Q848092

Este artículo ha sido escrito por Wikipedia. El texto está disponible bajo la licencia Creative Commons - Atribución - CompartirIgual. Pueden aplicarse cláusulas adicionales a los archivos multimedia.

[1] Borsuk–Ulam theorem implies the Brouwer fixed point theorem Archivado el 13 de octubre de 2008 en Wayback Machine. — PDF