Главная > Математический анализ. Начальный курс
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

5. Сходимость. Непрерывные отображения.

Определение 11. Последовательность точек метрического пространства называётся сходящейся к точке а-этого пространства, если любая окрестность точки а содержит все элементы этой последовательности, за исключением конечного их числа. Если последовательность сходится к пишут при или

Непосредственно из данного определения следует, что если .

Лемма 3. Точка а метрического пространства X принадлежит замыканию А некоторого множества А тогда и только тогда, когда существует последовательность точек множества А, сходящаяся к а.

Доказательство. Пусть тогда а принадлежит каждому замкнутому множеству, содержащему А. Возьмем в качестве окрестности точки а шар — натуральное. В этом шаре имеется по крайней мере одна точка Если бы это было не так, то и существовала бы окрестность точки а, свободная от точек множества А. Дополнение до этой окрестности было бы замкнутым множеством, содержащим множество А, и точка а не принадлежала бы этому замкнутому множеству. Таким образом, получилось противоречие условию следовательно, мы построили последовательность точек при Заметим, что данная последовательность может оказаться стационарной, т. е. такой, что все

Верно и обратное: если то

Для этого заметим, что если любая окрестность точки а

пересекается с А, то Действительно, если то Если то, допустив, что и взяв дополнение множества А, получим окрестность точки а — множество , не пересекающееся с А, т. е. получим противоречие.

Доказательство леммы теперь завершается так. Нам дано, что Следовательно, любая окрестность точкц а содержит точки множества А. По сказанному что и требовалось.

Одновременно нами доказано следующее утверждение.

Утверждение. Точка а принадлежит замыканию множества А в том и только том случае, если каждая окрестности точки а пересекается с А.

В гл. 4 было подробно изучено понятие непрерывности функции числового аргумента. Оказывается, что это понятие допускает естественное обобщение на случай, когда задана уже не обычная функция числового аргумента, а отображение одного метрического пространства в другое. Введем понятие непрерывного отображения.

Определение 12. Отображение одного метрического пространства в другое называется непрерывным в точке х, если для каждой окрестности точки найдется такая окрестность точки х, что Если непрерывно в каждой точке пространства X, то такое отображение называется непрерывным на X.

Справедлива следующая лемма.

Лемма 4. Отображение одного метрического пространства X в другое непрерывно на X тогда и только тогда, когда прообраз любого открытого множества открыт.

Доказательство. Необходимость. Пусть — непрерывное отображение X в открытое множество в Если то открытость очевидна, так как открыто.

Пусть Так как то следовательно, можно рассматривать как окрестность точки Ввиду того, что — непрерывное отображение на X (а значит, и в точке найдется окрестность точки х такая, что Итак, для любой точки найдется окрестность такая, что

Поскольку то множество 2 открыто как объединение открытых множеств Таким образом, прообраз любого открытого множества открыт.

Достаточность. Пусть дано, что при отображении прообраз любого открытого множества открыт. Возьмем любую точку и произвольную окрестность ее образа в Тогда по условию — открытое множество в X,

т. е. является окрестностью точки х, причем образ 2 при отображении содержится в Следовательно, отображение по определению непрерывно в точке х. Поскольку эти рассуждения применимы, для любой точки то отображение непрерывно на X и лемма доказана.

Учитывая, что шар является открытым множеством и всякое открытое множество содержит любую свою точку вместе с некоторым шаром, можно определение 12 непрерывности отображения в точке переформулировать следующим образом.

Определение 13. Отображение одного метрического пространства в другое называется непрерывным в точке х, если для любого числа существует такое число что если точка у принадлежит открытому шару с центром в точке х радиуса то точка принадлежит открытому шару с центром в точке радиуса лежащему в пространстве

Последнее определение можно переформулировать также следующим образом: отображение непрерывно в точке х, если

Из неравенства треугольника легко заключаем, что функция расстояния непрерывна в точке х при фиксированном у. На самом деле она является непрерывной функцией и по двум переменным

В случае, если метрическое пространство X есть числовая ось с обычным расстоянием между числами, т. е. пространство , а отображение — обычная скалярная функция на данное определение 13 непрерывности, очевидно, совпадает с определениями гл. 4.

Введем понятие гомеоморфизма.

Определение 14. Отображение метрического пространства X в метрическое пространство называется гомеоморфизмом, если отображает X на взаимно однозначно и непрерывно вместе с обратным отображением

1
Оглавление
email@scask.ru