Longue droite

Pour ceux qui suivent mes autres fils : j'ai essayé de comprendre un peu comment fonctionnent les ordinaux pour comprendre la définition de la longue droite.

On la définit donc comme le produit lexicographique de $\omega_1$ par $[0~;~\infty[$. Et c'est censé être un espace analogue à $\R$, mais "beaucoup plus long". Je crois que je commence à comprendre le concept, mais j'avais l'une ou l'autre question.

$\R$ peut être défini comme une réunion d'intervalles de longueur fixée (par exemple $1$). Par exemple, on peut écrire $\R = \displaystyle \bigcup_{z \in \Z}[z~;~z+1]$.

Du coup, je comprends $\R$ comme le produit lexicographique de $[0~;~1]$ par $\Z$.

Est-ce que le produit lexicographique de $\omega_1$ par $[0~;~1]$ est un espace topologiquement "très différent" de la longue droite ? Je mets beaucoup de guillemets parce que j'ai conscience de peut-être écrire des barbarismes, mais d'un point de vue de la cardinalité, je crois bien que $[0~;~\infty[$ n'est pas particulièrement plus grand que $[0~;~1]$. Je n'ai pas encore vérifié si cet espace peut être homéomorphe à la longue droite ou non. J'essaie surtout de comprendre pourquoi on a pris $[0~;~\infty[$ pour la définir au lieu de $[0~;~1]$, s'il y a une différence.

Vu que ça utilise l'ordre sur $\omega_1$, je nage encore un peu dans le flou. Mais justement, je pense que ça peut m'en apprendre un peu plus sur $\omega_1$ de poser ce genre de question.

Réponses

  • $\mathbb R$ c'est plutôt le produit lexicographique de $[0, 1[$ par $\mathbb Z$. Comme $[0, 1[$ et $[0, +\infty[$, sont homéomorphes, ça ne change rien de prendre l'un ou l'autre.

    Oui topologiquement la longue droite est très différente de $\mathbb R$. Tu peux chercher à montrer que toute suite dans la longue droite admet une sous-suite convergente par exemple (on dit qu'elle est séquentiellement compacte).
  • Ensemblistement, ça ne change rien de prendre la réunion des $[z~;~z+1[$ ou des $[z~;~z+1]$ pour obtenir $\R$. Je ne m'étais effectivement pas posé la question si ça casse la topologie d'ouvrir ou de fermer l'intervalle.

    Mais du coup, la longue droite, on peut aussi la définir comme le produit lexicographique de $\omega_1$ par $[0~;~1[$, les deux constructions vont être homéomorphes. C'est effectivement plus clair avec l'intervalle semi-ouvert.
  • Ensemblistement ça ne change rien, mais ensemblistement, $\mathbb R$ c'est $[0, 1[$ et aussi $[0, 1]$ et aussi $]0, 1[$... Bref tu vois l'idée. :-D

    Au niveau de l'ordre (et a fortiori, de la topologie) par contre ça change tout. Dans le produit lexicographique de $[0, 1]$ par $\mathbb Z$, il y a des éléments qui ont un successeur et d'autres qui ont un prédécesseur !
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