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Offene Menge zeigen

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Eint21212

Eint21212 aktiv_icon

14:59 Uhr, 01.08.2022

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Hallo, während meiner Klausurvorbereitung bin ich auf folgende Aufgabe gestoßen:

Es sei (X,d) ein Metrischer Raum und A⊆X nichtleer sowie ε>0.
Zeigen Sie, dass die Menge Uε(A):= {x∈X : inf_(a∈A) d(x,a)<ε} offen in (X,d) liegt.

Kann jemand die Aufgabe mit mir zusammen lösen, sodass mir der Ablauf solcher Aufgaben etwas vertrauter wird? Vielen Dank schonmal!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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michaL

michaL aktiv_icon

16:10 Uhr, 01.08.2022

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Hallo,

üblicherweise ist eine Teilmenge YX eines metrischen Raumes (X,d) ja genau dann offen, wenn für alle yY gilt: Es ex. ein ψ=ψ(y)>0, sodass Bψ(y):={xXd(x,y)<ψ}Y gilt.

Versuche doch, ob du für die Elemente yUε(A) nicht so ein ψ finden kannst.
Vielleicht ist eine Fallunterscheidung nötig.

Mfg Michael
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anonymous

anonymous

18:58 Uhr, 01.08.2022

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Als erstes zeichen dir eine Skizze zur Situation, zeichne z.B. in R mit normaler Metrik ein Quadrat das A darstellen soll. Wähle z.B. ε=0.1

Dann zeichne grob Uε(A) dazu. Offenbar Umfasst Uε(A) neben A alle Punkte die von A einen Abtand <ε haben. Dann wähle einen Punkt x0 aus Uε(A) der nicht in A liegt und der eher recht weit entfernt von A ist.

Du weißt, es gibt dann ein aA so dass, d(x0,a)<ε ist.

Jetzt musst du eine Kugel Ue0(x0) um x0 finden die ganz in Uε(A) liegt.

Die Frage ist, wie kann man ε0 wählen, so dass es passt? Je weiter x0 von A entfernt ist, umso kleiner muß ε0 gewählt werden.

Noch ein Hinweis: Wenn du ein ε0 gewählt hast, benutze die Metrik Axiome um zu zeigen, das
Ue0(x0)Uε(A) gilt.
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