logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Topologia, zadanie nr 1126

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

323232
post贸w: 22
2013-02-18 21:41:01

1) Dana jest przestrze艅 metryczna (X, q) okre艣lamy funkcj臋
-
q = : X x X $\rightarrow$ <0,+ $\infty$) wzorem :
-
q(x,y) : = $\frac{q(x,y)}{1 + q(x,y)}$.

Pokaza膰, 偶e
-
q jest metryk膮 w X. Wykaza膰 偶e metryki
-
q i q s膮 r贸wnowa偶ne. To samo co wy偶ej pokaza膰 o funkcji
=
q(x,y) : = min{q(x,y), 1}

2) Niech A$\neq$ 0 oraz f : A$\rightarrow$ R b臋dzie funkcj膮 injektywn膮. Wykaza膰, 偶e funkcja d(x,y) : = |f(x) - f(y)|, x,y$\in$ A
jest metryk膮.


tumor
post贸w: 8070
2014-06-27 21:57:49

Literki $q$ i $q$ s膮 troch臋 zbyt podobne, 偶eby dwie r贸偶ne rzeczy nimi okre艣la膰. Powa偶nie.

Niech $(X,d)$ b臋dzie przestrzeni膮 metryczn膮. W贸wczas $q:X^2\to <0;\infty)$ dana wzorem
$q(x,y)=\frac{d(x,y)}{1+d(x,y)}$ jest metryk膮, bowiem

a) $q(x,y)=0 \iff d(x,y)=0 \iff x=y$
b) $q$ jest symetryczna, bo $d$ jest symetryczna
c) $q$ spe艂nia warunek tr贸jk膮ta.
Mamy bowiem dla liczb nieujemnych $a,b,c$ je艣li $a\le b+c$
$a(1+b)(1+c)\le b(1+a)(1+c)+c(1+a)(1+b)$
co tez臋 o warunku tr贸jk膮ta da po podzieleniu obustronnie przez $(1+b)(1+c)(1+a)$

R贸wnowa偶no艣膰 metryk pokazujemy dowodz膮c, 偶e zbi贸r otwarty w jednej z nich jest otwarty w drugiej, wystarczy pokaza膰, 偶e kule otwarte dowolnej z metryk s膮 zbiorami otwartymi w drugiej.

Zauwa偶my po pierwsze, 偶e je艣li d(x,y)<1 to mamy
$\frac{d(x,y)}{2}\le \frac{d(x,y)}{1+d(x,y)}\le d(x,y)$.
W rozumowaniach zawsze mo偶na si臋 ograniczy膰 do kul o ma艂ych promieniach, bo kule o du偶ych promieniach s膮 sumami kul o promieniach mniejszych.

We藕my zatem $x\in K_d(P,\epsilon)$, w贸wczas $x$ jest 艣rodkiem kuli $K_d(x,\delta)\subset K_d(P,\epsilon)$, w贸wczas
$K_q(x,\frac{\delta}{2})
=\{y: \frac{d(x,y)}{1+d(x,y)} <\frac{\delta}{2} \}\subset
\{y: d(x,y)<\delta\}$

Odwrotnie, je艣li $x\in K_q(P,\epsilon)$, to istnieje $K_q(x,\delta)\subset K_q(P,\epsilon)$ oraz $x\in K_d(x,\delta)\subset K_q(x,\delta)$, bo $d(x,y)<\delta \Rightarrow \frac{d(x,y)}{1+d(x,y)}<\delta$


tumor
post贸w: 8070
2014-06-27 22:05:48

2) niech $q(x,y)=min(1,d(x,y))$

W贸wczas
a) $q(x,y)=0 \iff d(x,y)=0 \iff x=y$
b) symetria oczywista z symetrii $d$
c) warunek tr贸jk膮ta
Mamy $d(x,y)\le d(x,z)+d(z,y)$
$min(d(x,y),1)\le d(x,y)\le d(x,z)+d(z,y)$
$min(d(x,y),1)\le 1\le 1+d(z,y)$
$min(d(x,y),1)\le 1\le 1+d(z,x)$
$min(d(x,y),1)\le 1\le 1+1$

No i r贸wnowa偶no艣膰 jak wy偶ej.
Wystarczy ograniczy膰 si臋 do $\epsilon \in (0,1)$, w贸wczas
$K_d(P,\epsilon)=K_q(P,\epsilon)$


tumor
post贸w: 8070
2014-06-27 22:10:03

2)

$f$ jest r贸偶nowarto艣ciowa,
$f(x)=f(y) \iff x=y$, czyli
$d(x,y)=0 \iff y=x$

Symetria jest oczywista.

Pozostaje sprawdzi膰 warunek tr贸jk膮ta.
Zachodzi膰 ma
$|f(x)-f(y)|\le |f(x)-f(z)|+|f(z)-f(y)|$

no ale dla wszystkich liczb mamy $|a+b|\le |a|+|b|$, st膮d
$|f(x)-f(y)|\le |f(x)-f(z)+f(z)-f(y)| \le |f(x)-f(z)|+|f(z)-f(y)|$

strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj