ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

Σχετικά έγγραφα
ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

R ισούται με το μήκος του. ( πρβλ. την ιστορική σημείωση 3.27 στο τέλος

ή κανονικός ( regular ), αν για κάθε x και κάθε κλειστό αντιπαραδείγματα με τα οποία αποδεικνύεται ότι οι αντίστροφες συνεπαγωγές δεν ισχύουν.

Ανοικτά και κλειστά σύνολα

Όταν δεν υπάρχει κίνδυνος σύγχυσης γράφουμε συνήθως ο τοπολογικός χώρος X και χρησιμοποιούμε την σύντμηση τ.χ. (= τοπολογικός χώρος).

Y είναι τοπολογία. Αυτή περιέχει το και

Ασκήσεις. και. για κάποιο k n. ( ) BdΚ και επί πλέον το BdΚ είναι ακραίο. [Υπόδειξη Πρβλ. την άσκηση 11 της παραγράφου 3.1 για το (α)].

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΝΑΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

1.2 Βάσεις και υποβάσεις.

Μιχάλης Παπαδημητράκης. Αναλυτική χωρητικότητα Συνεχής αναλυτική χωρητικότητα

Ας ξεκινήσουμε υπενθυμίζοντας τον ορισμό της συνέχειας σε μετρικούς χώρους. διατυπώνεται και με τον ακόλουθο τρόπο: για κάθε σφαίρα

x \ B T X. A = {(x, y) R 2 : x 0, y 0}

6 Συνεκτικοί τοπολογικοί χώροι

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

i=1 i=1 i=1 (x i 1, x i +1) (x 1 1, x k +1),

f I X i I f i X, για κάθεi I.

Θεώρημα Bolzano. ΑΠΑΝΤΗΣΗ. Έστω μια συνάρτηση f, ορισμένη σε ένα κλειστό διάστημα [, ]. Αν: η f είναι συνεχής στο [, ] και, επιπλέον, ισχύει

Συνεκτικά σύνολα. R είναι συνεκτικά σύνολα.

V x, y W x, y, y συνιστούν προφανώς ένα ανοικτό

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

f x 0 για κάθε x και f 1

Κυρτή Ανάλυση. Ενότητα: Υπερεπίπεδα στήριξης και διαχωριστικά ϑεωρήµατα. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

Εισαγωγή στην ανάλυση

Ανάλυση πολλών μεταβλητών. Δεύτερο φυλλάδιο ασκήσεων.

Έχοντας υπόψιν το Λήμμα του Urysohn, είναι φυσικό να θέσουμε το ακόλουθο ερώτημα: Αν

π x = κπ + με κ. Στην παράγραφο αυτή θα ασχοληθούμε με συναρτήσεις οι οποίες έχουν 2

Κ X κυρτό σύνολο. Ένα σημείο x Κ

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΙΚΟΣΤΟ ΤΡΙΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΙΚΟΣΤΟ ΤΕΤΑΡΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

Όριο συνάρτησης στο x. 2 με εξαίρεση το σημείο A(2,4) Από τον παρακάτω πίνακα τιμών και τη γραφική παράσταση του παραπάνω σχήματος παρατηρούμε ότι:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο: ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ - ΑΚΡΟΤΑΤΑ

Διανυσματική Ανάλυση. Γιάννης Γιαννούλης

ΜΕΜ251 Αριθμητική Ανάλυση

Συνεκτικά σύνολα. R είναι συνεκτικά σύνολα.

ΟΡΙΣΜΟΣ 2 (Ισοδύναμος ορισμός που χρησιμεύει σε ασκήσεις)

4.2 ΕΥΚΛΕΙΔΕΙΑ ΔΙΑΙΡΕΣΗ

ιανυσµατική Ανάλυση Γιάννης Γιαννούλης

B = F i. (X \ F i ) = i I

ονομάζεται τότε χώρος πηλίκο. διατηρεί τα συμπληρώματα συνόλων, ένα σύνολο F είναι είναι κλειστό στον.

2. dim(p ) = n rank(a = )

ΑΛΓΕΒΡΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. 8. Πότε το γινόμενο δύο ή περισσοτέρων αριθμών παραγόντων είναι ίσο με το μηδέν ;

Μιχάλης Παπαδημητράκης. Μιγαδική Ανάλυση. Τμήμα Μαθηματικών. Πανεπιστήμιο Κρήτης

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ. f (x) =, x 0, (1), x. lim f (x) = lim = +. x

Μιχάλης Παπαδημητράκης. Μιγαδική Ανάλυση

S n = ( 1, 0] 1 + b 1 a1 + b 1 I 1 I 2 I 3...,

Ας θεωρήσουμε δύο πραγματικούς αριθμούς. Είναι γνωστό ότι:,. Αυτό σημαίνει ότι: «=», «

ιανυσµατική Ανάλυση Γιάννης Γιαννούλης

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

Κεφάλαιο 1. Θεωρία Ζήτησης

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

3.5 Το θεώρημα Hahn-Banach σε τοπολογικούς διανυσματικούς χώρους.

ΑΛΓΕΒΡΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. 118 ερωτήσεις θεωρίας με απάντηση ασκήσεις για λύση. 20 συνδυαστικά θέματα εξετάσεων

5 Σύγκλιση σε τοπολογικούς χώρους

Ημερομηνία: Πέμπτη 5 Ιανουαρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

4 Ασθενείς τοπολογίες σε χώρους με νόρμα. 4.1 θεωρήματα Mazur, Alaoglou, Goldstine.

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΔΕΚΑΤΟ ΠΕΜΠΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

ΚΑΡΑΓΙΑΝΝΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Σχολικός Σύμβουλος Μαθηματικών Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Α

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΙΚΟΣΤΟ ΕΚΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

1 m z. 1 mz. 1 mz M 1, 2 M 1

X = {(x 1, x 2 ) x 1 + 2x 2 = 0}.

f(x) = 2x+ 3 / Α f Α.

Εισαγωγή στην Τοπολογία

ι3.4 Παραδείγματα T ) έχει την ιδιότητα Heine-Borel, αν κάθε κλειστό και φραγμένο υποσύνολό του είναι συμπαγές.

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Ανασκόπηση-Μάθημα 14 Όρια και Συνέχεια συναρτήσεων στο R 2

Κεφάλαιο 1. Μετρικοί χώροι. 1.1 Βασικές έννοιες. Εστω σύνολο X και έστω η απεικόνιση d : X X R έτσι ώστε για κάθε x, y, z X ισχύουν :

Συναρτήσεις Θεωρία Ορισμοί - Παρατηρήσεις

h(x, y) = card ({ 1 i n : x i y i

n xt ( ) ( x( t),..., x( t)) U n, , i 1,..., n. Έτσι, η εξέλιξη του συστήματος των χημικών ουσιών διέπεται από το σύστημα των διαφορικών εξισώσεων:

f(t) = (1 t)a + tb. f(n) =

Το πρόβλημα του Plateau

Επαναληπτικά θέματα στα Μαθηματικά προσανατολισμού-ψηφιακό σχολείο ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΑΝΑΛΥΣΗ ΙΙ- ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΦΥΛΛΑΔΙΟ 1/2012

Μαθηματικά Προσανατολισμού Γ Λυκείου, ΚΑΡΑΓΙΑΝΝΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Σχολικός Σύμβουλος Μαθηματικών Μ Α Θ Η Μ Α Τ Α ΣΤΑ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Α

2.8 ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 5

Λύσεις θεμάτων προσομοίωσης 1-Πανελλαδικές Εξετάσεις 2016

ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ

Τίτλος Μαθήματος: Απειροστικός Λογισμός ΙΙΙ. Ενότητα: Ο Ευκλείδειος Χώρος. Διδάσκων: Ιωάννης Γιαννούλης. Τμήμα: Μαθηματικών

ΑΝΑΛΥΣΗ ΙΙ- ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΦΥΛΛΑΔΙΟ 1/ Στον Ευκλείδειο χώρο ορίζουμε τις νόρμες: 0 2 xx, που ισχύει.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΤΡΙΑΚΟΣΤΟ ΕΒΔΟΜΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

Συνεχείς συναρτήσεις πολλών µεταβλητών. ε > υπάρχει ( ) ( )

Όριο και συνέχεια πραγματικής συνάρτησης

f f 2 0 B f f 0 1 B 10.3 Ακρότατα υπό συνθήκες Πολλαπλασιαστές του Lagrange

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΠΕΜΠΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

Μαθηματικά Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ - ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

OΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

2.8 ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΙΚΟΣΤΟ ΠΡΩΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ Δ/ΝΣΗ Π/ΘΜΙΑΣ & Δ/ΘΜΙΑΣ ΕΚΠ/ΣΗΣ Β. ΑΙΓΑΙΟΥ

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ. a β a β.

Για να εκφράσουμε τη διαδικασία αυτή, γράφουμε: :

Μαθηματική Ανάλυση ΙI

1.5 ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΓΙΝΟΜΕΝΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΩΝ

Δύο λόγια από τη συγγραφέα

a n = sup γ n. lim inf n n n lim sup a n = lim lim inf a n = lim γ n. lim sup a n = lim β n = 0 = lim γ n = lim inf a n. 2. a n = ( 1) n, n = 1, 2...

Transcript:

ΑΝΑΛΥΣΗ 2 Μ. Παπαδημητράκης. 1

ΕΙΚΟΣΤΟ ΟΓΔΟΟ ΜΑΘΗΜΑ ΟΡΙΣΜΟΣ. Έστω μετρικός χώρος (X, d) και A X. Ονομάζουμε εσωτερικό του A το σύνολο Ονομάζουμε σύνορο του A το σύνολο A = {x x εσωτερικό του A}. A = {x x συνοριακό του A}. Ονομάζουμε κλειστότητα του A το σύνολο A = {x x οριακό του A}. Μερικά από τα σχόλια που κάναμε την περασμένη φορά διατυπώνονται ως εξής: A A, {x x εξωτερικό του A} = (A c ), {x x εξωτερικό του A c } = A, A = A c, X = A A (A c ), X = A A c (A c ), A A A, A = A A. Στα παραδείγματα που είδαμε με την καμπύλη Γ στο R 2 και με την επιφάνεια Γ στο R 3 (οι χώροι R 2 και R 3 με την Ευκλείδεια μετρική), έχουμε A = A 1, A = Γ, A = A 1 Γ = A Γ. Στα παραδείγματα με τα διαστήματα στο R (με την Ευκλείδεια μετρική), έχουμε ότι, αν A είναι οποιοδήποτε από τα (a, b), (a, b], [a, b), [a, b], τότε αν A είναι το [a, + ) ή το (a, + ), τότε αν A είναι το (, b] ή το (, b), τότε και αν A = {a}, τότε A = (a, b), A = {a, b}, A = [a, b], A = (a, + ), A = {a}, A = [a, + ), A = (, b), A = {b}, A = (, b] A =, A = {a}, A = {a}. Τέλος, για το υποσύνολο Q του R (με την Ευκλείδεια μετρική) έχουμε Q =, Q = R, Q = R. 2

Παράδειγμα. Έστω a R d, a 0 και a R. Το υποσύνολο Γ = {x R d x, a = a} του R d ονομάζεται υπερεπίπεδο του R d και λέμε ότι ορίζεται από το διάνυσμα a και από τον αριθμό a. Στην περίπτωση d = 1 το υποσύνολο αυτό του R είναι μονοσύνολο, στην περίπτωση d = 2 είναι μια ευθεία στον R 2 και στην περίπτωση d = 3 είναι ένα επίπεδο στον R 3. Η εξίσωση x, a = x 1 a 1 + + x d a d = a ονομάζεται εξίσωση του υπερεπιπέδου Γ. Τα σύνολα A 1 = {x R d x, a > a}, A 2 = {x R d x, a < a} ονομάζονται ανοικτοί ημιχώροι του R d με συνοριακό υπερεπίπεδο το Γ. Τα A 1 Γ = {x R d x, a a}, A 2 Γ = {x R d x, a a} ονομάζονται κλειστοί ημιχώροι του R d με συνοριακό υπερεπίπεδο το Γ. Τώρα θα θεωρήσουμε τον χώρο R d με την Ευκλείδεια μετρική και θα αποδείξουμε ότι κάθε σημείο του A 1 είναι εσωτερικό σημείο του A 1. Έστω οποιοδήποτε x A 1, οπότε x, a > a. Πρέπει να αποδείξουμε ότι υπάρχει κάποιο r > 0 ώστε ή, ισοδύναμα, N x (r) A 1 y N x (r) y A 1 ή, ισοδύναμα, y x 2 < r y, a > a. Τώρα, βλέπουμε ότι y, a > a y x + x, a > a y x, a + x, a > a y x, a < x, a a y x, a < x, a a. Συνοψίζουμε: y, a > a y x, a < x, a a. Τώρα θυμόμαστε την ανισότητα του Schwarz y x, a y x 2 a 2 και συνεχίζουμε τις αντίστροφες συνεπαγωγές: y, a > a y x, a < x, a a y x 2 a 2 < x, a a y x 2 < 3 x, a a a 2.

Τώρα θεωρούμε οποιοδήποτε r με και τότε, προφανώς, ισχύει 0 < r x, a a a 2 y x 2 < r y, a > a. Αποδείξαμε, λοιπόν, ότι κάθε σημείο του A 1 είναι εσωτερικό σημείο του A 1. Με παρόμοιο τρόπο αποδεικνύεται ότι κάθε σημείο του A 2 είναι εσωτερικό σημείο του A 2 και ότι κάθε σημείο του υπερεπιπέδου Γ είναι συνοριακό σημείο των A 1, A 2. Δηλαδή: A 1 = A 1, A 1 = Γ, A 1 = A 1 Γ, Είναι, επίσης, άμεσο ότι A 2 = A 2, A 2 = Γ, A 2 = A 2 Γ. Γ =, Γ = Γ, Γ = Γ. ΠΡΟΤΑΣΗ. Έστω μετρικός χώρος (X, d) και A X. Τότε [α] A = (A c ). [β] A = A \ A. [γ] A = A A. Απόδειξη. [α] Έχουμε ήδη πει ότι τα συνοριακά σημεία του A είναι τα ίδια με τα συνοριακά σημεία του A c. [β] Έχουμε ήδη πει ότι το A περιέχει τα εσωτερικά σημεία του και πιθανόν κάποια από τα συνοριακά σημεία του. Άρα τα εσωτερικά σημεία του A προκύπτουν αν από τα σημεία του A διαγράψουμε τα συνοριακά σημεία του, τα οποία πιθανόν περιέχει. [γ] Τα οριακά σημεία του A είναι τα εσωτερικά σημεία του A μαζί με τα συνοριακά σημεία του A. Τα εσωτερικά σημεία του A είναι ήδη μέσα στο A. Άρα για να βρούμε τα οριακά σημεία του A επισυνάπτουμε στο A τα συνοριακά σημεία του A που πιθανόν δεν περιέχονται στο A. ΟΡΙΣΜΟΣ. Έστω μετρικός χώρος (X, d) και A X. Το A χαρακτηρίζεται ανοικτό αν αποτελείται μόνο από τα εσωτερικά του σημεία. Το A χαρακτηρίζεται κλειστό αν περιέχει όλα τα οριακά του σημεία. Έχουμε, δηλαδή, ότι το A είναι ανοικτό A = A, το A είναι κλειστό A = A. ΠΡΟΤΑΣΗ. Έστω μετρικός χώρος (X, d) και A X. [α] Το A είναι ανοικτό αν και μόνο αν A A =. [β] Το A είναι κλειστό αν και μόνο αν A A. Απόδειξη. [α] Κάθε σύνολο A περιέχει τα εσωτερικά του σημεία και πιθανόν κάποια από τα συνοριακά του σημεία. Άρα το A είναι ανοικτό αν και μόνο αν δεν περιέχει κανένα συνοριακό του σημείο. [β] Τα οριακά σημεία του A είναι τα εσωτερικά του σημεία, τα οποία ούτως ή άλλως περιέχονται στο A, και τα συνοριακά του σημεία. Άρα το A είναι κλειστό αν και μόνο αν περιέχει όλα τα συνοριακά του σημεία. 4

Στο R με την Ευκλείδεια μετρική κάθε (a, b), (a, + ), (, b), (, + ) είναι ανοικτό σύνολο (γι αυτό τα λέμε ανοικτά διαστήματα), κάθε [a, b], [a, + ), (, b], (, + ) είναι κλειστό σύνολο (γι αυτό τα λέμε κλειστά διαστήματα) και κάθε άλλο διάστημα [a, b), (a, b] δεν είναι ούτε ανοικτό ούτε κλειστό σύνολο. Παρατηρήστε ότι το (, + ) είναι το μόνο διάστημα που είναι ανοικτό και κλειστό σύνολο. 5