Imagen de un espacio compacto


Proposición. La imagen por una aplicación continua de un espacio $X$ casi-compacto es un casi-compacto.



Demostración

Sea $f: X \to Y$ continua y $X$ casi-compacto. Sea $\{V_j \mid j\in J\}$ un recubrimiento abierto de $f(X)$. Existen abiertos $U_j$ de $Y$ tales que $\,V_j = U_j \cap f(X)$. Tenemos $$ f(X) = \bigcup_j V_j \qquad \Leftrightarrow \qquad f(X) \subset \bigcup_j U_j \qquad \Rightarrow \qquad X =\bigcup_j f^{-1}(U_j) $$ Por la compacidad de $X$ existe un número finito de abiertos $f^{-1}(U_j)$ tales que $$ X = f^{-1}(U_{j_1}) \cup\dots\cup f^{-1}(U_{j_m}) \quad \Rightarrow\quad f(X) \subset U_{j_1} \cup\dots\cup U_{j_m} $$ Lo que demuestra que $f(X)$ es casi-compacto.