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Umkehrsatz, Bildmenge offen

Universität / Fachhochschule

Tags: Bildmenge offen, Diffeomorphismus, Umkehrsatz

 
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Nicki90

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10:48 Uhr, 22.07.2010

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Hallo

In den Hausaufgaben hatte ich eine Aufgabe, deren Lösung ich nicht ganz verstehe:

Aufgabe:
f:nn, Df(x) bei allen x invertierbar. Zu zeigen ist f(n) offen.

Lösung:
Nach Umkehrsatz ist f ein lok. Diffeo.
yf(n) es ex. xn mit f(x)=y.
Sei U offene Umgebung von x mit f|U:Uf(U) Diffeomorphismus.
Dann ex. ε>0 sodass xUε(x)U,f(Uε2(x)) im n offene Teilmenge von f(n), die y enthält
f(n) offen.

Mein Problem:
Dass f ein lok. Diffeomorphismus ist, ist klar, aber warum ist f|U ein Diffeomorphismus? Und müssste dazu f(U) nicht auch offen sein? Und dann wär ich doch schon fertig. Warum brauche ich dann noch die anderen Umgebungen? Und warum reicht nicht f(Uε(x)) hin?

Danke im Vorraus!
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Nicki90

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13:57 Uhr, 22.07.2010

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Kann mir denn keiner helfen?
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pwmeyer

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14:08 Uhr, 22.07.2010

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Hallo,

ich vermute, dass diese Aufgabenstellung speziell auf Eure Vorlesung abgestellt ist. Ich kenne so auswendig den Satz über die Existenz einer lokalen Umkehrfunktion nur so, dass in der Aussage automatisch die Offenheit der bildmenge f(X) mit enthalten ist.

Gruß pwm
Nicki90

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17:29 Uhr, 22.07.2010

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bei uns ist das nicht gleich mit drin. Kann mir troztdem jemand helfen?
Nicki90

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09:25 Uhr, 23.07.2010

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Kann denn keiner helfen?
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hagman

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09:57 Uhr, 23.07.2010

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Per Definition:
f:AB heisst lokaler Diffeomorphismus, wenn es zu xA eine offene Umgebung U von x gibt, so dass f|U:Uf(U) ein Diffeomorphismus ist
Nicki90

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10:17 Uhr, 23.07.2010

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Ok, stimmt, dann ist das klar. Aber warum diese ε2 Umgebung? Und ist nicht nach Definition f(U) auch offen?
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pwmeyer

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12:59 Uhr, 23.07.2010

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Hallo,

Diffeomorphismus bedeutet doch u.a., dass die Umkehrfunktion ebenfall differenzierbar ist. "Differenzierbarkeit" - gerade im Rn- setzt aber einen offenen Definitionsbereich voraus. Insofern erscheint mir die Fragestellung bzw. der von Dir angegebene Beweis unklar.

Gruß pwm
Nicki90

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15:24 Uhr, 23.07.2010

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Der Beweis ist mir ja auch unklar ;-), aber er ist die "Musterlösung". Außerdem geht es um einen offenen Bildbereich
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