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Mengentheoretische Topologie

Tags: Mengentheoretische Topologie

 
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Studen4ik

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16:26 Uhr, 14.05.2014

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bitte Hilfe mit difinitionen ich verstehe die nicht_
und auch gute webseite geben mit Beispiele_
danke im voraus für die lösungen

m

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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DrBoogie

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07:39 Uhr, 15.05.2014

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Welche davon verstehst Du nicht? Sind ja viele. :-)

Ich zeige Dir an einem Beispiel, kannst dann andere selber versuchen.
Und zwar betrachte ich die Menge M4={z:1<z<5}.
Es ist hilfreich, die Zeichnung zu machen - dann siehst Du, dass es um einen Ring geht, ohne Ränder.
Weiter prüfen wir die Eigenschaften, eine nach der anderen.

Offen. Ja. Beweis: wenn z aus M4, dann 1<z<5 und deshalb existiert ein ɛ>0, so dass 1+ɛ<z<5-ɛ. Dann liegt die ganze Umgebung Uɛ(z) in M4.

Abgeschlossen. Nein. Beweis: 5-1/n liegen in M4 für alle n, aber der Grenzwert dieser Folge=5 liegt nicht in M4.

Konvex. Nein. Beweis. 2 und -2 liegen in M4, aber 0.52+0.5(-2)=0 liegt nicht in M4.

Wegzusammenhängend. Ja. Das sieht man einfach geometrisch - denn es ist offensichtlich möglich, zwei beliebige Punkte aus M4 durch eine Kurve innerhalb von M4 zu verbinden.

Beschränkt. Ja. Denn für alle z aus M4 gilt z5.

Kompakt. Nein. Kompakte Menge sind abgeschlossen, M4 aber nicht.

Gebiet. Ja, weil offen, nichtleer und wegzusammenhängend - alles schon gezeigt.

Einfach zusammenhängend. Nein, denn der Weg {z:z=3}, also der Kreis vom Radius 3 um 0, liegt ganz in M4, kann aber nicht auf einen Punkt innerhalb M4 zusammengezogen werden, das "Loch" in der Mitte verhindert das.


Studen4ik

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14:02 Uhr, 15.05.2014

Antworten
danke sehr_ich werde in eine Stunde dann meine difinitionen schreiben für alle mengen _kannst du bitte dann überprüfen
Studen4ik

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14:12 Uhr, 15.05.2014

Antworten
m1:
abgeschlossen
konvex
wegzusammenhängend
beschränkt
kompakt
einfachzusammenhängend

m2:
offen
wegzusammenhängend
beschränkt
Gebiet

m3:
offen
wegzusammenhängend
beschränkt
einfachzusammenhängend
Gebiet
m5:

offen
einfachzusammenhängend
kompakt
einfachzusammenhängend
Antwort
DrBoogie

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14:17 Uhr, 15.05.2014

Antworten
Bis auf M5 - offen ist alles richtig (M5 ist abgeschlossen).
Aber etwas unvollständig. :-)
Studen4ik

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15:13 Uhr, 15.05.2014

Antworten
M5
abgeschlossen
beschränkt
kompakt
einfachzusammenhängend
Gebiet

kannst du noch gucken ich denke soll so sein aber nicht sicher_
es ist nicht so klar wegen R=0_ da ist nur kurze Strecke
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

15:27 Uhr, 15.05.2014

Antworten
M5 ist kein Gebiet, weil eben nicht offen.

M5 ist eine Strecke, also quasi "eindimensional", aber das hindert M5 nicht daran, abgeschlossen zu sein. Eine Strecke kann nicht offen sein, weil sie offensichtlich keine Kreise enthalten kann, und eine offene Menge auf der Ebene muss kleine Kreise um jeden Punkt enthalten. Aber eine Strecke kann abgeschlossen sein - wenn sie ihre Randpunkte enthält. Eine Strecke ohne Randpunkte ist weder offen noch abgeschlossen.

Was Dir noch fehlt:
M2 nicht einfach zusammenhängend, weil da auch ein "Loch" drin gibt, den Punkt i. Alle anderen Mengen sind einfach zusammenhängend.
M2 ist auch nicht konvex, weil die Mitte der Strecke zwischen i/2 und 3i/2 nicht in M2 liegt (eben wieder der Punkt i).
Und auch M3 ist nicht konvex, in diesem Fall kannst Du z.B. die Strecke zwischen i/2-0.1 und i/2+0.1 nehmen, wo die Ränder in M3 liegen, die Mitte aber nicht.
Bei allen abgeschlossenen kannst Du auch schreiben "kein Gebiet".

Sonst ist alles OK, glaube ich
Studen4ik

Studen4ik aktiv_icon

15:35 Uhr, 15.05.2014

Antworten
danke sehr_
noch eine Frage
wie soll man dann das machen?
Bestimme den Rand der Mengen M2 und M4?
wie macht man das
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

15:47 Uhr, 15.05.2014

Antworten
Den Rand sieht man normalerweise. :-)
Aber der Beweis geht nur über die Definition: M besteht aus allen solchen x, dass jede Umgebung Uɛ(x) für ɛɛ0 sowohl Punkte aus M wie auch nicht aus M enthält (ɛ0 ist irgendeine positive Zahl).

Z.B. der Rand M2={z:z=2}i.
Wenn z0=2 und Uɛ(z0) eine Umgebung mit ɛ1, dann haben wir klar in Uɛ(z0) sowohl Punkte z mit z<2 wie auch Punkte z mit z>2, also Punkte aus M2 und nicht aus M2. Damit liegt z0 auf dem Rand. Für z0=i enthält jede Umgebung Uɛ(i) sowohl einen Punkt nicht aus M2 (das ist i selber) wie auch Punkte aus M2 (alle anderen Punkte der Umgebung) =>iM2.
Dass am Rand von M2 keine anderen Punkte liegen, folgt daraus, dass sowohl M2 als auch {z:z>2} offen sind.

Solche Beweise sind mühsam, aber normalerweise werden sie auch nicht gefordert. Und was für Rand eine Menge hat, das sieht man einfach fast immer "mit bloßem Auge".
Frage beantwortet
Studen4ik

Studen4ik aktiv_icon

15:55 Uhr, 15.05.2014

Antworten
danke
Studen4ik

Studen4ik aktiv_icon

17:02 Uhr, 15.05.2014

Antworten
für M4 kannst du noch Rand bitte sagen?
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

18:28 Uhr, 15.05.2014

Antworten
{z:z=1}{z:z=5}
Frage beantwortet
Studen4ik

Studen4ik aktiv_icon

22:04 Uhr, 17.05.2014

Antworten
danke sehr