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@ -0,0 +1,21 @@
\chapter*{Bildquellen}
\addcontentsline{toc}{chapter}{Bildquellen}
Alle Bilder, die hier nicht aufgeführt sind, wurden selbst erstellt.
Teilweise wurden die im folgenden aufgelisteten Bilder noch leicht
modifiziert.
\begin{itemize}
\item[Abb. \ref{fig:stereographic-projection}] Stereographische Projektion: \href{http://texample.net/tikz/examples/map-projections/}{texample.net/tikz/examples/map-projections}
\item[Abb. \ref{fig:Knoten}] Knoten von Jim.belk aus der \enquote{\href{https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Blue_knots}{Blue knots}}-Serie:
\begin{itemize}
\item Trivialer Knoten: \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue_Unknot.png}{commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue\_Unknot.png}
\item Kleeblattknoten: \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue_Trefoil_Knot.png}{commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue\_Trefoil\_Knot.png}
\item Achterknoten: \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue_Figure-Eight_Knot.png}{commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue\_Figure-Eight\_Knot.png}
\item $6_2$-Knoten: \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue_6_2_Knot.png}{commons.wikimedia.org/wiki/File:Blue\_6\_2\_Knot.png}
\end{itemize}
\item[Abb. \ref{fig:reidemeister-zuege}] Reidemeister-Züge: YAMASHITA Makoto (\href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reidemeister_move_1.png}{1}, \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reidemeister_move_1.png}{2}, \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reidemeister_move_1.png}{3})
\item[Abb. \ref{fig:treefoil-knot-three-colors}] Kleeblattknoten, 3-Färbung: Jim.belk, \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tricoloring.png}{commons.wikimedia.org/wiki/File:Tricoloring.png}
\item[Abb. \ref{fig:double-torus}] Doppeltorus: Oleg Alexandrov, \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Double_torus_illustration.png}{commons.wikimedia.org/wiki/File:Double\_torus\_illustration.png}
\end{itemize}

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@ -89,6 +89,8 @@
\input{Loesungen} \input{Loesungen}
\appendix \appendix
\input{Bildquellen}
\clearpage
\input{Symbolverzeichnis} \input{Symbolverzeichnis}
\clearpage \clearpage
\addcontentsline{toc}{chapter}{Stichwortverzeichnis} \addcontentsline{toc}{chapter}{Stichwortverzeichnis}

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@ -33,3 +33,11 @@
\item Was können Sie über den Zusammenhang von $P$ sagen? \item Was können Sie über den Zusammenhang von $P$ sagen?
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{aufgabe} \end{aufgabe}
\begin{aufgabe}[Kompaktheit]\label{ub2:aufg3.1}
\begin{enumerate}[label=(\alph*)]
\item Ist $\text{GL}_n(\mdr) = \Set{A \in \mdr^{n \times n} | \det(A) \neq 0}$ kompakt?
\item Ist $\text{SL}_n(\mdr) = \Set{A \in \mdr^{n \times n} | \det(A) = 1}$ kompakt?
\item Ist $\mdp(\mdr)$ kompakt?
\end{enumerate}
\end{aufgabe}

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@ -53,14 +53,14 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\end{beispiel} \end{beispiel}
\begin{definition} \xindex{Umgebung} \begin{definition} \xindex{Umgebung}
Sei $(X, \fT)$ ein topologischer Raum, $x \in X$. Sei $(X, \fT)$ ein topologischer Raum und $x \in X$.
Eine Teilmenge $U \subseteq X$ heißt \textbf{Umgebung} von $x$, Eine Teilmenge $U \subseteq X$ heißt \textbf{Umgebung} von $x$,
wenn es ein $U_0 \in \fT$ gibt mit $x \in U_0$ und $U_0 \subseteq U$. wenn es ein $U_0 \in \fT$ gibt mit $x \in U_0$ und $U_0 \subseteq U$.
\end{definition} \end{definition}
\begin{definition} \begin{definition}
Sei $(X, \fT)$ ein topologischer Raum, $M \subseteq X$ eine Teilmenge. Sei $(X, \fT)$ ein topologischer Raum und $M \subseteq X$ eine Teilmenge.
\begin{enumerate}[label=\alph*)] \begin{enumerate}[label=\alph*)]
\item $\displaystyle M^\circ := \Set{x \in M | M \text{ ist Umgebung von } x} = \bigcup_{\stackrel{U \subseteq M} {U \in \fT}} U $ heißt \textbf{Inneres} oder \textbf{ offener Kern} von $M$. \xindex{Inneres} \xindex{Kern!offener} \item $\displaystyle M^\circ := \Set{x \in M | M \text{ ist Umgebung von } x} = \bigcup_{\stackrel{U \subseteq M} {U \in \fT}} U $ heißt \textbf{Inneres} oder \textbf{ offener Kern} von $M$. \xindex{Inneres} \xindex{Kern!offener}
\item $\displaystyle \overline{M} := \bigcap_{\stackrel{M \subseteq A}{A \text{ abgeschlossen}}} A$ heißt \textbf{abgeschlossene Hülle} oder \textbf{Abschluss} von $M$. \xindex{Abschluss} \item $\displaystyle \overline{M} := \bigcap_{\stackrel{M \subseteq A}{A \text{ abgeschlossen}}} A$ heißt \textbf{abgeschlossene Hülle} oder \textbf{Abschluss} von $M$. \xindex{Abschluss}
@ -71,11 +71,13 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\begin{beispiel} \begin{beispiel}
\begin{enumerate}[label=\arabic*)] \begin{enumerate}[label=\arabic*)]
\item $X = \mdr$ mit euklidischer Topologie\\ \item Sei $X = \mdr$ mit euklidischer Topologie und
$M = \mdq \Rightarrow \overline{M} = \mdr, \;\;\; M^\circ = \emptyset$ $M = \mdq$. Dann gilt: $\overline{M} = \mdr$ und
\item $X = \mdr$, $M=(a,b) \Rightarrow \overline{M} = [a,b]$ $M^\circ = \emptyset$
\item $X = \mdr, \fT = \fT_Z$\\ \item Sei $X = \mdr$ und $M=(a,b)$. Dann gilt:
$M = (a,b) \Rightarrow \overline{M} = \mdr$ $\overline{M} = [a,b]$
\item Sei $X = \mdr, \fT = \fT_Z$ und $M = (a,b)$. Dann gilt:
$\overline{M} = \mdr$
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{beispiel} \end{beispiel}
@ -103,7 +105,7 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\end{bemerkung} \end{bemerkung}
\begin{definition} \xindex{Spurtopologie} \xindex{Teilraum} \begin{definition} \xindex{Spurtopologie} \xindex{Teilraum}
Sei $(X, \fT)$ ein topologischer Raum, $Y \subseteq X$.\\ Sei $(X, \fT)$ ein topologischer Raum und $Y \subseteq X$.\\
$\fT_Y := \Set{U \cap Y | U \in \fT}$ ist eine Topologie auf $Y$. $\fT_Y := \Set{U \cap Y | U \in \fT}$ ist eine Topologie auf $Y$.
$\fT_Y$ heißt \textbf{Spurtopologie} und $(Y, \fT_Y)$ heißt ein $\fT_Y$ heißt \textbf{Spurtopologie} und $(Y, \fT_Y)$ heißt ein
@ -168,10 +170,9 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\end{beispiel} \end{beispiel}
\begin{beispiel} \begin{beispiel}
\begin{align*} Sei $X = \mdr^2$ und $(x_1, y_1) \sim (x_2, y_2) \gdw x_1 - x_2 \in \mdz$
X = \mdr^2, (x_1, y_1) \sim (x_2, y_2) \Leftrightarrow &x_1 - x_2 \in \mdz\\ und $y_1 - y_2 \in \mdz$.
&y_1 - y_2 \in \mdz
\end{align*}
$X /_\sim$ ist ein Torus. $X /_\sim$ ist ein Torus.
\end{beispiel} \end{beispiel}
@ -191,9 +192,9 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
heißt \textbf{Metrik}, wenn gilt: heißt \textbf{Metrik}, wenn gilt:
\begin{enumerate}[label=(\roman*)] \begin{enumerate}[label=(\roman*)]
\item Definitheit: \tabto{4cm} $d(x,y) = 0 \gdw x = y$ \item Definitheit: \tabto{4cm} $d(x,y) = 0 \gdw x = y \;\;\; \forall x, y \in X$
\item Symmetrie: \tabto{4cm} $d(x,y) = d(y,x)$ \item Symmetrie: \tabto{4cm} $d(x,y) = d(y,x) \;\;\; \forall x, y \in X$
\item Dreiecksungleichung: \tabto{4cm} $d(x,z) \leq d(x,y) + d(x+z)$ \item Dreiecksungleichung: \tabto{4cm} $d(x,z) \leq d(x,y) + d(x+z) \;\;\; \forall x, y, z \in X$
\end{enumerate} \end{enumerate}
Das Paar $(X, d)$ heißt ein \textbf{metrischer Raum}. Das Paar $(X, d)$ heißt ein \textbf{metrischer Raum}.
@ -257,7 +258,7 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\begin{bemerkung}[Trennungseigenschaft]\label{Trennungseigenschaft} \begin{bemerkung}[Trennungseigenschaft]\label{Trennungseigenschaft}
Metrische Räume sind hausdorffsch, da Metrische Räume sind hausdorffsch, da
\[d(x,y) > 0 \Rightarrow \exists \varepsilon: \fB_\varepsilon(x) \cap \fB_\varepsilon(y) = \emptyset\] \[d(x,y) > 0 \Rightarrow \exists \varepsilon > 0: \fB_\varepsilon(x) \cap \fB_\varepsilon(y) = \emptyset\]
Ein Beispiel für einen topologischen Raum, der nicht hausdorfsch ist, Ein Beispiel für einen topologischen Raum, der nicht hausdorfsch ist,
ist $(\mdr, \fT_Z)$. ist $(\mdr, \fT_Z)$.
\end{bemerkung} \end{bemerkung}
@ -291,12 +292,12 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\end{korollar} \end{korollar}
\begin{beweis} \begin{beweis}
\underline{Annahme}: $x$ und $y$ mit $x \neq y$ sind Grenzwerte der Folge $(x_n)$. Sei $(x_n)$ eine konvergierende Folge und $x$ und $y$ Grenzwerte der Folge.
Nach Voraussetzung gibt es Umgebungen $U_x$ von $x$ und $U_y$ Nach Voraussetzung gibt es Umgebungen $U_x$ von $x$ und $U_y$
von $y$ mit $U_x \cap U_y = \emptyset$. Nach Annahme gibt es von $y$ mit $U_x \cap U_y = \emptyset$. Es existiert ein
$n_0$ mit $x_n \in U_x \cap U_y$ für alle $n \geq n_0$ $n_0$ mit $x_n \in U_x \cap U_y$ für alle $n \geq n_0$
$\Rightarrow$ Widerspruch $\qed$ $\Rightarrow x = y \qed$
\end{beweis} \end{beweis}
\section{Stetigkeit}\index{Stetigkeit|(} \section{Stetigkeit}\index{Stetigkeit|(}
@ -306,22 +307,28 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\begin{enumerate}[label=\alph*),ref=\theplaindefinition.\alph*] \begin{enumerate}[label=\alph*),ref=\theplaindefinition.\alph*]
\item $f$ heißt \textbf{stetig}, wenn für jedes offene \item $f$ heißt \textbf{stetig}, wenn für jedes offene
$U \subseteq Y$ auch $f^{-1} (U) \subseteq X$ offen ist. \label{def:stetigkeit} $U \subseteq Y$ auch $f^{-1} (U) \subseteq X$ offen ist. \label{def:stetigkeit}
\item $f$ heißt \textbf{Homöomorphismus}, wenn es eine \item $f$ heißt \textbf{Homöomorphismus}, wenn $f$ stetig ist
und es eine
stetige Abbildung $g: Y \rightarrow X$ gibt, sodass stetige Abbildung $g: Y \rightarrow X$ gibt, sodass
$g \circ f = \text{id}_X$ und $f \circ g = \text{id}_Y$. $g \circ f = \text{id}_X$ und $f \circ g = \text{id}_Y$.
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{definition} \end{definition}
\begingroup
\renewcommand{\thmfoot}{\footnotemark}
\begin{korollar} \begin{korollar}
% Im Grunde wird die Äquivalenz von Stetigkeit im Sinne der \footnotetext[\thefootnote]{Im Grunde wird die Äquivalenz
% Analysis und Topologie auf metrischen Räumen gezeigt. von Stetigkeit im Sinne der Analysis und Topologie auf metrischen
Seien $X, Y$ metrische Räume und $f: X \rightarrow Y$ eine Abbildung. Räumen gezeigt.}
Seien $X, Y$ metrische Räume und $f\colon X \rightarrow Y$ eine
Abbildung.
Dann gilt: $f$ ist stetig $\gdw$ zu jedem $x \in X$ und jedem Dann gilt: $f$ ist stetig $\Leftrightarrow$ zu jedem $x \in X$ und
$\varepsilon > 0$ gibt es $\delta(x, \varepsilon) > 0$, sodass für jedem $\varepsilon > 0$ gibt es $\delta(x, \varepsilon) > 0$, sodass
alle $y \in X$ mit $d(x,y) < \delta $ gilt für alle $y \in X$ mit $d(x,y) < \delta $ gilt $d_Y(f(x), f(y)) <
$d_Y(f(x), f(y)) < \varepsilon$. \varepsilon$.
\end{korollar} \end{korollar}
\endgroup
\begin{beweis} \begin{beweis}
\enquote{$\Rightarrow$}: Sei $x \in X, \varepsilon > 0$ gegeben \enquote{$\Rightarrow$}: Sei $x \in X, \varepsilon > 0$ gegeben
@ -352,7 +359,7 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\begin{enumerate}[label=\arabic*)] \begin{enumerate}[label=\arabic*)]
\item Für jeden topologischen Raum $X$ gilt: $\text{Id}_X : X \rightarrow X$ \item Für jeden topologischen Raum $X$ gilt: $\text{Id}_X : X \rightarrow X$
ist Homöomorphismus. ist Homöomorphismus.
\item Ist $Y$ trivialer topologischer Raum, d.h. $\fT = \fT_\text{triv}$, \item Ist $Y$ trivialer topologischer Raum, d.~h. $\fT = \fT_\text{triv}$,
so ist jede Abbildung $f:X \rightarrow Y$ stetig. so ist jede Abbildung $f:X \rightarrow Y$ stetig.
\item Ist $X$ diskreter topologischer Raum, so ist $f:X \rightarrow Y$ \item Ist $X$ diskreter topologischer Raum, so ist $f:X \rightarrow Y$
stetig für jeden topologischen Raum $Y$ und jede Abbildung $f$. stetig für jeden topologischen Raum $Y$ und jede Abbildung $f$.
@ -366,7 +373,7 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\label{fig:nicht-stetige-umkehrabbildung} \label{fig:nicht-stetige-umkehrabbildung}
\end{figure} \end{figure}
Die Umkehrabbildung $g$ ist nicht stetig, da $g^{-1}(U)$ Die Umkehrabbildung $g$ ist nicht stetig, da $g^{-1}(U)$
nicht offen ist (vgl. Abb. \ref{fig:nicht-stetige-umkehrabbildung}) nicht offen ist (vgl. Abb. \ref{fig:nicht-stetige-umkehrabbildung}).
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{beispiel} \end{beispiel}
@ -396,19 +403,19 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
\begin{enumerate}[label=\alph*)] \begin{enumerate}[label=\alph*)]
\item Für jeden topologischen Raum ist \item Für jeden topologischen Raum ist
$\text{Homöo}(X) := \Set{f: X \rightarrow X | f \text{ ist Homöomorphismus}}$ $\text{Homöo}(X) := \Set{f: X \rightarrow X | f \text{ ist Homöomorphismus}}$
eine Gruppe. eine Gruppe.\xindex{Homöomorphismengruppe}
\item Jede Isometrie $f:X \rightarrow Y$ zwischen metrischen \item Jede Isometrie $f:X \rightarrow Y$ zwischen metrischen
Räumen ist ein Homöomorphismus. Räumen ist ein Homöomorphismus.
\item $\text{Isom}(X) := \Set{f:X \rightarrow X | f \text{ ist Isometrie}}$ ist \item $\text{Isom}(X) := \Set{f:X \rightarrow X | f \text{ ist Isometrie}}$ ist
Untergruppe von $\text{Homöo}(X)$ für jeden metrischen eine Untergruppe von $\text{Homöo}(X)$ für jeden
Raum $X$. metrischen Raum $X$.
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{bemerkung} \end{bemerkung}
\begin{korollar} \begin{korollar}
Seien $X, Y$ topologische Räume. $\pi_X: X \times Y \rightarrow X$ Seien $X, Y$ topologische Räume. $\pi_X: X \times Y \rightarrow X$
und $\pi_Y: X \times Y \rightarrow Y$ die Projektionen und $\pi_Y: X \times Y \rightarrow Y$ die Projektionen
\[(x,y) \mapsto x \;\;\;(x,y) \mapsto y\] \[\pi_X: (x,y) \mapsto x \text{ und } \pi_Y: (x,y) \mapsto y\]
Wird $X \times Y$ mit der Produkttopologie versehen, so sind $\pi_X$ Wird $X \times Y$ mit der Produkttopologie versehen, so sind $\pi_X$
und $\pi_Y$ stetig. und $\pi_Y$ stetig.
\end{korollar} \end{korollar}
@ -437,14 +444,16 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
\begin{beispiel}[Stereographische Projektion] \xindex{Projektion!stereographische} \begin{beispiel}[Stereographische Projektion] \xindex{Projektion!stereographische}
$\mdr^n$ und $S^n \setminus \Set{N}$ sind homöomorph für $\mdr^n$ und $S^n \setminus \Set{N}$ sind homöomorph für
beliebiges $N \in S^n$ beliebiges $N \in S^n$. Es gilt:
\begin{align*} \begin{align*}
S^n &= \Set{x \in \mdr^{n+1} | \|x\| = 1}\\ S^n &= \Set{x \in \mdr^{n+1} | \|x\| = 1}\\
&= \Set{x \in \mdr^{n+1} | \sum_{i=1}^{n+1} x_i^2} &= \Set{x \in \mdr^{n+1} | \sum_{i=1}^{n+1} x_i^2}
\end{align*} \end{align*}
\OE{} sei $N = \begin{pmatrix}0\\ \vdots\\ 1\end{pmatrix}$. \Obda sei $N = \begin{pmatrix}0\\ \vdots\\ 1\end{pmatrix}$. Die
Gerade durch $N$ und $P$ schneidet die Ebene $H$ in genau einem
Punkt $\hat{P}$. $P$ wird auf $\hat{P}$ abgebildet.
\begin{align*} \begin{align*}
f: &S^n \setminus \Set{N} \rightarrow \mdr^n\\ f: &S^n \setminus \Set{N} \rightarrow \mdr^n\\
@ -457,7 +466,8 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
\begin{figure}[htp] \begin{figure}[htp]
\centering \centering
\input{figures/stereographic-projection} \input{figures/stereographic-projection}
\caption{Visualisierung der sphärischen Projektion\\Bildquelle: \href{http://texample.net/tikz/examples/map-projections/}{texample.net/tikz/examples/map-projections}} \caption{Visualisierung der stereographischen Projektion}
\label{fig:stereographic-projection}
\end{figure} \end{figure}
Sei $P = \begin{pmatrix}x_1\\ \vdots \\ x_{n+1}\end{pmatrix}$, so Sei $P = \begin{pmatrix}x_1\\ \vdots \\ x_{n+1}\end{pmatrix}$, so
@ -474,14 +484,15 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
\index{Stetigkeit|)} \index{Stetigkeit|)}
\section{Zusammenhang}\index{Zusammenhang|(} \section{Zusammenhang}\index{Zusammenhang|(}
\begin{definition}\xindex{zusammenhängend} \begin{definition}\xindex{zusammenhängend}
Ein Raum $X$ heißt \textbf{zusammenhängend}, wenn es keine offenen Ein Raum $X$ heißt \textbf{zusammenhängend}, wenn es keine offenen,
nichtleeren Teilmengen $U_1, U_2$ von $X$ gibt mit $U_1 \cap U_2 = \emptyset$ nichtleeren Teilmengen $U_1, U_2$ von $X$ gibt mit
und $U_1 \cup U_2 = X$. $U_1 \cap U_2 = \emptyset$ und $U_1 \cup U_2 = X$.
\end{definition} \end{definition}
\begin{bemerkung} \begin{bemerkung}
$X$ ist zusammenhängend $\gdw$ Es gibt keine nichtleeren abgeschlossenen $X$ ist zusammenhängend $\gdw$ Es gibt keine abgeschlossenen,
Teilmengen $A_1, A_2$ mit $A_1 \cap A_2 = \emptyset$ und $A_1 \cup A_2 = X$. nichtleeren Teilmengen $A_1, A_2$ mit $A_1 \cap A_2 = \emptyset$
und $A_1 \cup A_2 = X$.
\end{bemerkung} \end{bemerkung}
\begin{bemerkung} \begin{bemerkung}
@ -494,12 +505,13 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
%\end{beispiel} %\end{beispiel}
\begin{beispiel}[Zusammenhang von Räumen] \begin{beispiel}[Zusammenhang von Räumen]
\begin{enumerate} \begin{enumerate}[label=\arabic*)]
\item $\mdr^n$ ist mit der euklidischen Topologie zusammenhängend, \item $\mdr^n$ ist mit der euklidischen Topologie zusammenhängend,
denn: denn:
Angenommen, $\mdr^n = U_1 \cup U_2$ mit $U_i$ offen, $U_i \neq \emptyset$ \underline{Annahme}: $\mdr^n = U_1 \cup U_2$ mit $U_i$
und $U_1 \cap U_2 = \emptyset$ existiert. offen, $U_i \neq \emptyset$ und $U_1 \cap U_2 = \emptyset$
existieren.
Sei $x \in U_1, y \in U_2$ und $[x,y]$ die Strecke zwischen $x$ Sei $x \in U_1, y \in U_2$ und $[x,y]$ die Strecke zwischen $x$
und $y$. Dann ist $U_1 \cap [x,y]$ die Vereinigung von offenen und $y$. Dann ist $U_1 \cap [x,y]$ die Vereinigung von offenen
@ -510,33 +522,33 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
$\mdr \setminus \Set{0} = \mdr_{< 0} \cup \mdr_{> 0}$ $\mdr \setminus \Set{0} = \mdr_{< 0} \cup \mdr_{> 0}$
\item $\mdr^2 \setminus \Set{0}$ ist zusammenhängend. \item $\mdr^2 \setminus \Set{0}$ ist zusammenhängend.
\item $\mdq \subsetneq \mdr$ ist nicht zusammenhängend, da \item $\mdq \subsetneq \mdr$ ist nicht zusammenhängend, da
\[(\mdq \cap \mdr_{< \sqrt{2}}) \cup (\mdq \cap \mdr_{> \sqrt{2}}) = \mdq\] $(\mdq \cap \mdr_{< \sqrt{2}}) \cup (\mdq \cap \mdr_{> \sqrt{2}}) = \mdq$
\item $\Set{x}$ ist zusammenhängedn für jedes $x \in X$, wobei $X$ ein \item $\Set{x}$ ist zusammenhängend für jedes $x \in X$,
topologischer Raum ist. wobei $X$ ein topologischer Raum ist.
\item $\mdr$ mit Zariski-Topologie ist zusammenhängend\xindex{Topologie!Zariski} \item $\mdr$ mit Zariski-Topologie ist zusammenhängend\xindex{Topologie!Zariski}
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{beispiel} \end{beispiel}
\begin{korollar}\label{zusammenhangAbschluss} \begin{korollar}\label{zusammenhangAbschluss}
Sei $X$ ein topologischer Raum, $A \subseteq X$ zusammenhängend. Sei $X$ ein topologischer Raum und $A \subseteq X$ zusammenhängend.
Dann ist auch $\overline{A}$ zusammenhängend. Dann ist auch $\overline{A}$ zusammenhängend.
\end{korollar} \end{korollar}
\begin{beweis} \begin{beweis}
Angenommen $\overline{A} = A_1 \cup A_2, A_i$ abgeschlossen, $\neq \emptyset$, \underline{Annahme}: $\overline{A} = A_1 \cup A_2,\; A_i$ abgeschlossen, $\neq \emptyset$,
$A_1 \cap A_2 = \emptyset$ $\;A_1 \cap A_2 = \emptyset$
\begin{align*} \begin{align*}
&\Rightarrow A = \underbrace{\underbrace{(A \cap A_1)}_\text{abgeschlossen} \cup \underbrace{(A \cap A_2)}_\text{abgeschlossen}}_\text{disjunkt}\\ &\Rightarrow A = \underbrace{\underbrace{(A \cap A_1)}_\text{abgeschlossen} \cup \underbrace{(A \cap A_2)}_\text{abgeschlossen}}_\text{disjunkt}\\
\end{align*} \end{align*}
Wäre $A \cap A_1 = \emptyset$ Wäre $A \cap A_1 = \emptyset$\\
\begin{align*} $\Rightarrow A \subseteq A_2$\\
&\Rightarrow A \subseteq A_2\\ $\Rightarrow \overline{A} \subseteq A_2$\\
&\Rightarrow \overline{A} \subseteq A_2\\ $\Rightarrow A_1 = \emptyset$\\
&\Rightarrow A_1 = \emptyset $\Rightarrow$ Widerspruch zu $A_1 \neq \emptyset$\\
&\Rightarrow \text{Widerspruch} $\Rightarrow A \cap A_1 \neq \emptyset$ und analog
\end{align*} $A \cap A_2 \neq \emptyset$\\
$\qed$ $\Rightarrow$ Widerspruch zu $A$ ist zusammenhängend $ \qed$
\end{beweis} \end{beweis}
\begin{korollar}\label{zusammenhangVereinigung} \begin{korollar}\label{zusammenhangVereinigung}
@ -548,7 +560,7 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
\begin{beweis} \begin{beweis}
Sei $A \cup B = U_1 \cup U_2, U_i \neq \emptyset$ offen, disjunkt Sei $A \cup B = U_1 \cup U_2, U_i \neq \emptyset$ offen, disjunkt
\begin{align*} \begin{align*}
&\xRightarrow{\text{\OE{}}} A = (A \cap U_1) \cup (A \cap U_2) \text{ offen, disjunkt}\\ &\xRightarrow{\text{\obda}} A = (A \cap U_1) \cup (A \cap U_2) \text{ offen, disjunkt}\\
&\xRightarrow{A \text{ zhgd.}} A \cap U_1 = \emptyset\\ &\xRightarrow{A \text{ zhgd.}} A \cap U_1 = \emptyset\\
&\xRightarrow{A \cap B \neq \emptyset} U_1 \subseteq B\\ &\xRightarrow{A \cap B \neq \emptyset} U_1 \subseteq B\\
&B = \underbrace{(B \cap U_1)}_{= U_1} \cup \underbrace{(B \cap U_2)}_{= \emptyset} \text{ ist unerlaubte Zerlegung} &B = \underbrace{(B \cap U_1)}_{= U_1} \cup \underbrace{(B \cap U_2)}_{= \emptyset} \text{ ist unerlaubte Zerlegung}
@ -580,7 +592,7 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
\item Sei $Z(x) = A_1 \cup A_2$ mit $A_i \neq \emptyset$ abgeschlossen, \item Sei $Z(x) = A_1 \cup A_2$ mit $A_i \neq \emptyset$ abgeschlossen,
disjunkt. disjunkt.
\OE{} sei $x \in A_1$ und $y \in A_2$. $y$ liegt in einer zusammehängenden \Obda sei $x \in A_1$ und $y \in A_2$. $y$ liegt in einer zusammehängenden
Teilmenge $A$, die auch $x$ enthält. Teilmenge $A$, die auch $x$ enthält.
$\Rightarrow A = \underbrace{(A \cap A_1)}_{\ni x} \cup \underbrace{(A \cap A_2)}_{\ni y}$ $\Rightarrow A = \underbrace{(A \cap A_1)}_{\ni x} \cup \underbrace{(A \cap A_2)}_{\ni y}$
ist unerlaubte Zerlegung. ist unerlaubte Zerlegung.
@ -612,6 +624,13 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
\end{beweis}\index{Zusammenhang|)} \end{beweis}\index{Zusammenhang|)}
\section{Kompaktheit} \section{Kompaktheit}
\begin{definition}\xindex{Ueberdeckung@""Uberdeckung}
Sei $X$ eine Menge und $T \subseteq \powerset{X}$.
$T$ heißt eine \textbf{Überdeckung} von $X$, wenn gilt:
\[\forall x \in X: \exists M \in T: x \in M\]
\end{definition}
\begin{definition}\xindex{kompakt} \begin{definition}\xindex{kompakt}
Ein topologischer Raum $X$ heißt \textbf{kompakt}, wenn jede Ein topologischer Raum $X$ heißt \textbf{kompakt}, wenn jede
offene Überdeckung von $X$ eine endliche Teilüberdeckung besitzt. offene Überdeckung von $X$ eine endliche Teilüberdeckung besitzt.
@ -620,13 +639,6 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
\end{definition} \end{definition}
\begin{definition}\xindex{Ueberdeckung@""Uberdeckung}
Sei $X$ eine Menge und $T \subseteq \powerset{X}$.
$T$ heißt eine \textbf{Überdeckung} von $X$, wenn gilt:
\[\forall x \in X: \exists M \in T: x \in M\]
\end{definition}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Mitschrieb vom 05.11.2013 % % Mitschrieb vom 05.11.2013 %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
@ -663,7 +675,7 @@ $\qed$
\begin{beispiel} \begin{beispiel}
\begin{enumerate}[label=\arabic*)] \begin{enumerate}[label=\arabic*)]
\item $\mdr$ ist nicht kompakt. \item $\mdr$ ist nicht kompakt.\todo{mit der std-topo? Warum? Def?}
\item $(0,1)$ ist nicht kompakt.\\ \item $(0,1)$ ist nicht kompakt.\\
$U_n = (\nicefrac{1}{n}, 1-\nicefrac{1}{n}) \Rightarrow \bigcup_{n \in \mdn} U_n = (0,1)$ $U_n = (\nicefrac{1}{n}, 1-\nicefrac{1}{n}) \Rightarrow \bigcup_{n \in \mdn} U_n = (0,1)$
\item $\mdr$ mit der Zariski-Topologie ist kompakt und jede \item $\mdr$ mit der Zariski-Topologie ist kompakt und jede
@ -937,8 +949,8 @@ $\qed$
\label{fig:knot-6-2} \label{fig:knot-6-2}
} }
\label{Knoten}
\caption{Beispiele für verschiedene Knoten} \caption{Beispiele für verschiedene Knoten}
\label{fig:Knoten}
\end{figure} \end{figure}
\end{beispiel} \end{beispiel}
@ -983,8 +995,8 @@ $\qed$
\label{fig:reidemeister-3} \label{fig:reidemeister-3}
} }
\caption{Reidemeister-Züge}
\label{fig:reidemeister-zuege} \label{fig:reidemeister-zuege}
\caption{Reidemeister-Züge\newline Urheber:YAMASHITA Makoto}
\end{figure} \end{figure}
\begin{beweis} \begin{beweis}
@ -1002,8 +1014,8 @@ $\qed$
\centering \centering
\includegraphics[height=0.3\linewidth, keepaspectratio]{figures/tricoloring.png} \includegraphics[height=0.3\linewidth, keepaspectratio]{figures/tricoloring.png}
\label{fig:reidemeister-zuege}
\caption{Ein 3-gefärber Kleeblattknoten} \caption{Ein 3-gefärber Kleeblattknoten}
\label{fig:treefoil-knot-three-colors}
\end{figure} \end{figure}
\index{Knoten|)} \index{Knoten|)}

View file

@ -5,12 +5,12 @@
\section{Topologische Mannigfaltigkeiten} \section{Topologische Mannigfaltigkeiten}
\begin{definition} \begin{definition}
Sei $X$ ein topologischer Raum und $n \in \mdn$. Sei $X$ ein topologischer Raum und $n \in \mdn$.
\begin{enumerate}[label=(\alph*)] \begin{enumerate}[label=\alph*)]
\item Eine $n$-dimensionale \textbf{Karte}\xindex{Karte} auf \item Eine $n$-dimensionale \textbf{Karte}\xindex{Karte} auf
$X$ ist ein Paar $(U, \varphi)$, wobei $U \subseteq X$ $X$ ist ein Paar $(U, \varphi)$, wobei $U \subseteq X$
offen und $\varphi: U \rightarrow V$ Homöomorphismus offen und $\varphi: U \rightarrow V$ Homöomorphismus
von $U$ auf eine offene Teilmenge $V \subseteq \mdr^n$. von $U$ auf eine offene Teilmenge $V \subseteq \mdr^n$.
\item Ein $n$-dimensionaler \textbf{Atlas}\xindex{Atlas} auf $X$ ist eine \item Ein $n$-dimensionaler \textbf{Atlas}\xindex{Atlas} $\atlas$ auf $X$ ist eine
Familie $(U_i, \varphi_i)_{i \in I}$ von Karten auf $X$, Familie $(U_i, \varphi_i)_{i \in I}$ von Karten auf $X$,
sodass $\bigcup_{i \in I} U_i = X$. sodass $\bigcup_{i \in I} U_i = X$.
\item $X$ heißt (topologische) $n$-dimensionale \textbf{Mannigfaltigkeit}\xindex{Mannigfaltigkeit}, \item $X$ heißt (topologische) $n$-dimensionale \textbf{Mannigfaltigkeit}\xindex{Mannigfaltigkeit},
@ -21,7 +21,7 @@
\begin{bemerkung} \begin{bemerkung}
\begin{enumerate}[label=(\alph*)] \begin{enumerate}[label=(\alph*)]
\item Es gibt surjektive, stetige Abbildungen $[0,1] \rightarrow [0,1] \times [0,1]$ \item Es gibt surjektive, stetige Abbildungen $[0,1] \rightarrow [0,1] \times [0,1]$\todo{Wann ist das wichtig? Ist die Hilbert-Kurve ein Beispiel?}
\item Für $n \neq m$ sind $\mdr^n$ und $\mdr^m$ nicht homöomorph. \item Für $n \neq m$ sind $\mdr^n$ und $\mdr^m$ nicht homöomorph.
Zum Beweis benutzt man den \enquote{Satz von der Gebietstreue} (Brouwer): Zum Beweis benutzt man den \enquote{Satz von der Gebietstreue} (Brouwer):
@ -43,7 +43,7 @@
\item $\mdc^n$ ist eine $2n$-dimensionale Mannigfaltigkeit \item $\mdc^n$ ist eine $2n$-dimensionale Mannigfaltigkeit
mit einem Atlas aus einer Karte: mit einem Atlas aus einer Karte:
\[(z_1, \dots, z_n) \mapsto (\operatorname{Re} z_1, \operatorname{Im}z_1, \dots, \operatorname{Re}z_n, \operatorname{Im}z_n)\] \[(z_1, \dots, z_n) \mapsto (\operatorname{Re} z_1, \operatorname{Im}z_1, \dots, \operatorname{Re}z_n, \operatorname{Im}z_n)\]
\item $\mdp^n(\mdr) = (\mdr^{n+1} \setminus \Set{0})/_\sim = S^n /_\sim$ und $\mdp^n(\mdc)$ sind Mannigfaltigkeiten \item $\mdp^n(\mdr) = (\mdr^{n+1} \setminus \Set{0})/_\sim = S^n /_\sim$ und $\mdp^n(\mdc)$ sind Mannigfaltigkeiten \todo{besser aufschreiben}
der Dimension $n$ bzw. $2n$. der Dimension $n$ bzw. $2n$.
$\mdp^n(\mdr) = \bigcup_{i=0}^n U_i,$ $\mdp^n(\mdr) = \bigcup_{i=0}^n U_i,$
@ -79,7 +79,7 @@ U_i = \Set{(x_0: \dots : x_n) \in \mdp^n(\mdr) | x_i \neq 0} &\rightarrow \mdr^n
Es gibt keine Umgebung von $0$ in $[0,1]$, die homöomorph Es gibt keine Umgebung von $0$ in $[0,1]$, die homöomorph
zu einem offenem Intervall ist. zu einem offenem Intervall ist.
\item $V_1 = \Set{(x,y) \in \mdr^2 | x \cdot y = 0}$ ist \item $V_1 = \Set{(x,y) \in \mdr^2 | x \cdot y = 0}$ ist
keine Mannigfaltigkeit. keine Mannigfaltigkeit. \todo{Warum genau?}
\item $V_2 = \Set{(x,y) \in \mdr^2 | x^3 = y^2}$ ist eine \item $V_2 = \Set{(x,y) \in \mdr^2 | x^3 = y^2}$ ist eine
Mannigfaltigkeit. Mannigfaltigkeit.
\item $X = (\mdr \setminus \Set{0}) \cup (O_1, O_2)$ \item $X = (\mdr \setminus \Set{0}) \cup (O_1, O_2)$
@ -155,14 +155,15 @@ U_i = \Set{(x_0: \dots : x_n) \in \mdp^n(\mdr) | x_i \neq 0} &\rightarrow \mdr^n
und $X = V(F) := \Set{x \in \mdr^n | F(x) = 0}$ das \enquote{vanishing set}. und $X = V(F) := \Set{x \in \mdr^n | F(x) = 0}$ das \enquote{vanishing set}.
Dann gilt: Dann gilt:
\begin{enumerate}[label=\alph*)] \begin{enumerate}[label=\alph*),ref=\theplaindefinition.\alph*]
\item $X$ ist abgeschlossen in $\mdr^n$ \item $X$ ist abgeschlossen in $\mdr^n$
\item Ist $\text{grad}(F)(X) \neq 0 \forall{x \in X}$, so ist \item Ist $\text{grad}(F)(X) \neq 0 \;\;\;\forall{x \in X}$, so ist
$X$ eine Mannigfaltigkeit der Dimension $n-1$. \label{Mannigfaltigkeitskriterium} $X$ eine Mannigfaltigkeit der Dimension $n-1$. \label{Mannigfaltigkeitskriterium}
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{korollar} \end{korollar}
\begin{beweis} \begin{beweis}
von a und b:
\begin{enumerate}[label=\alph*),ref=\theplaindefinition.\alph*] \begin{enumerate}[label=\alph*),ref=\theplaindefinition.\alph*]
\item Sei $y \in \mdr^n \setminus V(F)$. Weil $F$ stetig ist, \item Sei $y \in \mdr^n \setminus V(F)$. Weil $F$ stetig ist,
gibt es $\delta > 0$, sodass $F(\fB_\delta(y)) \subseteq \fB_\varepsilon(F(y))$ gibt es $\delta > 0$, sodass $F(\fB_\delta(y)) \subseteq \fB_\varepsilon(F(y))$
@ -202,7 +203,7 @@ U_i = \Set{(x_0: \dots : x_n) \in \mdp^n(\mdr) | x_i \neq 0} &\rightarrow \mdr^n
\caption{Rechts ist die Neilsche Parabel für verschiedene Parameter $a$.} \caption{Rechts ist die Neilsche Parabel für verschiedene Parameter $a$.}
\end{figure} \end{figure}
Es gilt: $\text{grad}(F) = (-3x^2, 2y)$. Also: $\text{grad}(0,0) = (0,0)$. Es gilt: $\text{grad}(F) = (-3x^2, 2y)$. Also: $\text{grad}(0,0) = (0,0)$.
Daher ist Korollar \label{Mannigfaltigkeitskriterium} Daher ist Korollar \ref{Mannigfaltigkeitskriterium}
nicht anwendbar, aber $V(F)$ ist trotzdem nicht anwendbar, aber $V(F)$ ist trotzdem
eine 1-dimensionale topologische Mannigfaltigkeit. eine 1-dimensionale topologische Mannigfaltigkeit.
\end{enumerate} \end{enumerate}
@ -276,7 +277,7 @@ $\partial X$ ist eine Mannigfaltigkeit der Dimension $n-1$.
\begin{enumerate}[label=\alph*)] \begin{enumerate}[label=\alph*)]
\item $X$ heißt \textbf{differenzierbare Mannigfaltigkeit der Klasse $C^k$}\xindex{Mannigfaltigkeit!differenzierbare}, \item $X$ heißt \textbf{differenzierbare Mannigfaltigkeit der Klasse $C^k$}\xindex{Mannigfaltigkeit!differenzierbare},
wenn jede Kartenwechselabbildung $\varphi_{ij},\;i,j \in I$ wenn jede Kartenwechselabbildung $\varphi_{ij},\;i,j \in I$\todo{warum Doppelindex}
$k$-mal stetig differenzierbar ist. $k$-mal stetig differenzierbar ist.
\item $X$ heißt \textbf{differenzierbare Mannigfaltigkeit}\xindex{Mannigfaltigkeit!glatte}, \item $X$ heißt \textbf{differenzierbare Mannigfaltigkeit}\xindex{Mannigfaltigkeit!glatte},
wenn $X$ eine differenzierbare Mannigfaltigkeit der wenn $X$ eine differenzierbare Mannigfaltigkeit der
@ -314,12 +315,12 @@ $\partial X$ ist eine Mannigfaltigkeit der Dimension $n-1$.
\begin{enumerate}[label=\alph*),ref=\theplaindefinition.\alph*] \begin{enumerate}[label=\alph*),ref=\theplaindefinition.\alph*]
\item Eine stetige Abbildung $f:X \rightarrow Y$ heißt\label{def:stetigeAbbildungDiffbar} \item Eine stetige Abbildung $f:X \rightarrow Y$ heißt\label{def:stetigeAbbildungDiffbar}
\textbf{differenzierbar}\xindex{Abbildung!differenzierbare} \textbf{differenzierbar}\xindex{Abbildung!differenzierbare}
in $X$ (von Klasse $C^k$), in $x$ (von Klasse $C^k$),
wenn es Karten $(U, \varphi)$ von $X$ mit wenn es Karten $(U, \varphi)$ von $X$ mit
$x \in U$ und $(V, \psi)$ von $Y$ mit $f(U) \subseteq V$ $x \in U$ und $(V, \psi)$ von $Y$ mit $f(U) \subseteq V$
gibt, sodass $\psi \circ f \circ \varphi^{-1}$ stetig gibt, sodass $\psi \circ f \circ \varphi^{-1}$ stetig
differenzierbar von Klasse $C^k$ in $\varphi(x)$ ist. differenzierbar von Klasse $C^k$ in $\varphi(x)$ ist.
\item $f$ heißt \textbf{differenzierbar}\todo{stimmt das so?} \item $f$ heißt \textbf{differenzierbar}
(von Klasse $C^k$), wenn $f$ in jedem $x \in X$ (von Klasse $C^k$), wenn $f$ in jedem $x \in X$
differenzierbar ist. differenzierbar ist.
\item $f$ heißt \textbf{Diffieomorphismus}\xindex{Diffieomorphismus}, \item $f$ heißt \textbf{Diffieomorphismus}\xindex{Diffieomorphismus},
@ -339,10 +340,8 @@ $\partial X$ ist eine Mannigfaltigkeit der Dimension $n-1$.
Seien $(U', \varphi')$ und $(V', \psi')$ Karten von $X$ bzw. $Y$ Seien $(U', \varphi')$ und $(V', \psi')$ Karten von $X$ bzw. $Y$
um $x$ bzw. $f(x)$ mit $f(U') \subseteq V'$. um $x$ bzw. $f(x)$ mit $f(U') \subseteq V'$.
\begin{align*} $\Rightarrow \psi' \circ f \circ (\varphi')^{-1}$\\
\Rightarrow &\psi' \circ f \circ (\varphi')^{-1}\\ $= \psi' \circ ( \psi^{-1} \circ \psi) \circ f \circ (\varphi^{-1} \circ \varphi ) \circ (\varphi')^{-1}$
= &\psi' \circ ( \psi^{-1} \circ \psi) \circ f \circ (\varphi^{-1} \circ \varphi ) \circ (\varphi')^{-1}
\end{align*}
ist genau dann differenzierbar, wenn $\psi \circ f \circ \varphi^{-1}$ ist genau dann differenzierbar, wenn $\psi \circ f \circ \varphi^{-1}$
differenzierbar ist. differenzierbar ist.
@ -686,7 +685,7 @@ $\partial X$ ist eine Mannigfaltigkeit der Dimension $n-1$.
ist simplizial: ist simplizial:
\input{figures/topology-triangle-to-line.tex} \input{figures/topology-triangle-to-line.tex}
\item \todo[inline]{wozu dient das Beispiel?} \item \todo[inline]{Wozu dient das Beispiel?}
\input{figures/topology-2.tex} \input{figures/topology-2.tex}
\end{enumerate} \end{enumerate}

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@ -47,6 +47,8 @@
in dieser Topologie offen sein $\Rightarrow \Set{-1,1}$ ist in dieser Topologie offen sein $\Rightarrow \Set{-1,1}$ ist
nicht offen. $\qed$ nicht offen. $\qed$
\textbf{Teilaufgabe c)}
\textbf{Beh.:} Es gibt unendlich viele Primzahlen. \textbf{Beh.:} Es gibt unendlich viele Primzahlen.
\textbf{Bew.:} durch Widerspruch \textbf{Bew.:} durch Widerspruch
@ -61,7 +63,7 @@
\begin{solution}[\ref{ub2:aufg4}] \begin{solution}[\ref{ub2:aufg4}]
\begin{enumerate}[label=(\alph*)] \begin{enumerate}[label=(\alph*)]
\item \underline{Beh.:} Die offenen Mengen von $P$ sind \item \textbf{Beh.:} Die offenen Mengen von $P$ sind
Vereinigungen von Mengen der Form Vereinigungen von Mengen der Form
\[\prod_{j \in J} U_j \times \prod_{i \in \mdn, i \neq j} P_i\] \[\prod_{j \in J} U_j \times \prod_{i \in \mdn, i \neq j} P_i\]
wobei $J \subseteq \mdn$ endlich und $U_j \subseteq P_j$ wobei $J \subseteq \mdn$ endlich und $U_j \subseteq P_j$
@ -74,7 +76,7 @@
Mengen von $P$ Vereinigungen von Mengen der obigen Mengen von $P$ Vereinigungen von Mengen der obigen
Form. $\qed$ Form. $\qed$
\end{beweis} \end{beweis}
\item \underline{Beh.:} Die Zusammenhangskomponenten von $P$ \item \textbf{Beh.:} Die Zusammenhangskomponenten von $P$
sind alle einpunktig.\xindex{Total Unzusammenhängend} sind alle einpunktig.\xindex{Total Unzusammenhängend}
\begin{beweis} \begin{beweis}
Es seinen $x,y \in P$ und $x$ sowie $y$ liegen in der Es seinen $x,y \in P$ und $x$ sowie $y$ liegen in der

View file

@ -1,277 +1,68 @@
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \chapter*{Symbolverzeichnis}
% Begriffslexikon zur Beschreibung des Produkts % \addcontentsline{toc}{chapter}{Symbolverzeichnis}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \begin{minipage}[t]{0.45\textwidth}
%\newglossaryentry{sortierschluessel}
%{
% name=Sortierschlüssel,
% description={ein Schlüssel, anhand dessen diese Einträge sortiert werden}
%}
%\newacronym{abc}{Blub}{Bananarama}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Mengenoperationen %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\newglossaryentry{Potenzmenge}
{
name={\ensuremath{\mathcal{P}(M)}},
description={Potenzmenge von $M$},
sort=MengenoperationNPotenzmenge
}
\newglossaryentry{Abschluss}
{
name={\ensuremath{\overline{M}}},
description={Abschluss der Menge $M$},
sort=MengenoperationFAbschluss
}
\newglossaryentry{Rand}
{
name={\ensuremath{\partial M}},
description={Rand der Menge $M$},
sort=MengenoperationFRand
}
\newglossaryentry{Inneres}
{
name={\ensuremath{M^\circ}},
description={Inneres der Menge $M$},
sort=MengenoperationFInneres
}
\newglossaryentry{Kreuzprodukt}
{
name={\ensuremath{A \times B}},
description={Kreuzprodukt zweier Mengen},
sort=MengenoperationNKreuzprodukt
}
\newglossaryentry{subseteq}
{
name={\ensuremath{A \subseteq B}},
description={Teilmengenbeziehung},
sort=MengenoperationNSubseteq
}
\newglossaryentry{subsetneq}
{
name={\ensuremath{A \subsetneq B}},
description={echte Teilmengenbeziehung},
sort=MengenoperationNSubsetneq
}
\newglossaryentry{setminus}
{
name={\ensuremath{A \setminus B}},
description={$A$ ohne $B$},
sort=MengenoperationNSetminus
}
\newglossaryentry{cup}
{
name={\ensuremath{A \cup B}},
description={Vereinigung},
sort=MengenoperationOCup
}
\newglossaryentry{dcup}
{
name={\ensuremath{A \dcup B}},
description={Disjunkte Vereinigung},
sort=MengenoperationOCupD
}
\newglossaryentry{cap}
{
name={\ensuremath{A \cap B}},
description={Schnitt},
sort=MengenoperationOCap
}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Zahlenmengen % % Zahlenmengen %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\newglossaryentry{N} \section*{Zahlenmengen}
{ $\mdn\;\;\;$ Natürliche Zahlen\\
name={\ensuremath{\mdn}}, $\mdz\;\;\;$ Ganze Zahlen\\
description={Natürliche Zahlen}, $\mdq\;\;\;$ Rationale Zahlen\\
sort=KoerperAN $\mdr\;\;\;$ Reele Zahlen\\
} $\mdr^+\;\;\;$ Echt positive reele Zahlen\\
$\mdr^\times\;\;\;$ Einheitengruppe von $\mdr$\\
\newglossaryentry{Z} $\mdc\;\;\;$ Komplexe Zahlen\\
{
name={\ensuremath{\mdz}},
description={Ganze Zahlen},
sort=KoerperAZ
}
\newglossaryentry{Q}
{
name={\ensuremath{\mdq}},
description={Rationale Zahlen},
sort=KoerperBQ
}
\newglossaryentry{R}
{
name={\ensuremath{\mdr}},
description={Reele Zahlen},
sort=KoerperR
}
\newglossaryentry{Rplus}
{
name={\ensuremath{\mdr^+}},
description={Echt positive reele Zahlen},
sort=KoerperRplus
}
\newglossaryentry{Einheitengruppe}
{
name={\ensuremath{\mdr^\times}},
description={Multiplikative Einheitengruppe von $\mdr$},
sort=KoerperREinheiten
}
\newglossaryentry{Komplexe Zahlen}
{
name={\ensuremath{\mdc}},
description={Komplexe Zahlen},
sort=KoerperSComplexeZahlen
}
\newglossaryentry{Projektiver Raum}
{
name={\ensuremath{\mdp}},
description={Projektiver Raum},
sort=KoerperXProjektion
}
\section*{Weiteres}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Fraktale Symbole % % Fraktale Symbole %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\newglossaryentry{fB} $\fB\;\;\;$ Basis einer Topologie\\
{ $\fB_\delta(x)\;\;\;$ $\delta$-Kugel um $x$\\
name={\ensuremath{\fB}}, $\fT\;\;\;$ Topologie\\
description={Basis einer Topologie},
sort=fB
}
\newglossaryentry{Epsilonumgebung} $\mdp\;\;\;$ Projektiver Raum\\
{ $\langle \cdot , \cdot \rangle\;\;\;$ Skalarprodukt\\
name={\ensuremath{\fB_\delta(x)}}, $X /_\sim\;\;\;$ $X$ modulo $\sim$\\
description={$\delta$-Kugel um $x$}, $[x]_\sim\;\;\;$ Äquivalenzklassen von $x$ bzgl. $\sim$\\
sort=fBr $\| x \|\;\;\;$ Norm von $x$\\
} $| x |\;\;\;$ Betrag von $x$\\
$S^n\;\;\;$ Sphäre\\
$T^n\;\;\;$ Torus\\
$\pi_X\;\;\;$ Projektion auf $X$\\
$f^{-1}(M)\;\;\;$ Urbild von $M$\\
$\GL_n(K)\;\;\;$ Allgemeine lineare Gruppe (general linear group)\\
$\text{Rg}(M)\;\;\;$ Rang von $M$\\
$f|_U\;\;\;$ $f$ eingeschränkt auf $U$\\
\newglossaryentry{fT} \end{minipage}
{ \begin{minipage}[t]{0.45\textwidth}
name={\ensuremath{\fT}}, %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
description={Topologie}, % Mengenoperationen %
sort=fT %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
} \section*{Mengenoperationen}
$A^C\;\;\;$ Komplement der Menge $A$\\
$\mathcal{P}(M)\;\;\;$ Potenzmenge von $M$\\
$\overline{M}\;\;\;$ Abschluss der Menge $M$\\
$\partial M\;\;\;$ Rand der Menge $M$\\
$M^\circ\;\;\;$ Inneres der Menge $M$\\
$A \times B\;\;\;$ Kreuzprodukt zweier Mengen\\
$A \subseteq B\;\;\;$ Teilmengenbeziehung\\
$A \subsetneq B\;\;\;$ echte Teilmengenbeziehung\\
$A \setminus B\;\;\;$ $A$ ohne $B$\\
$A \cup B\;\;\;$ Vereinigung\\
$A \dcup B\;\;\;$ Disjunkte Vereinigung\\
$A \cap B\;\;\;$ Schnitt\\
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Sonstiges % % Gruppen %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\newglossaryentry{Skalarprodukt} \section*{Gruppen}
{ $\text{Homöo}(X)\;\;\;$ Homöomorphismengruppe\\
name={\ensuremath{\langle \cdot , \cdot \rangle}}, $\text{Iso}(X)\;\;\;$ Isometriengruppe\\
description={Skalarprodukt}, \end{minipage}
sort=ZZZSkalarprodukt
}
\newglossaryentry{Modulo}
{
name={\ensuremath{X /_\sim}},
description={$X$ modulo $\sim$},
sort=ZZZAuequivalenzModulo
}
\newglossaryentry{Modulo-Aequivalenzklasse}
{
name={\ensuremath{[x]_\sim}},
description={Äquivalenzklassen von $x$ bzgl. $\sim$},
sort=ZZZAuequivalenzKlassen
}
\newglossaryentry{Norm}
{
name={\ensuremath{\| x \|}},
description={Norm von $x$},
sort=ZZZNorm
}
\newglossaryentry{Betrag}
{
name={\ensuremath{| x |}},
description={Betrag von $x$},
sort=ZZZNormBetrag
}
\newglossaryentry{Sphaere}
{
name={\ensuremath{S^n}},
description={Sphäre},
sort=ZZZSphaere
}
\newglossaryentry{Torus}
{
name={\ensuremath{T^n}},
description={Torus},
sort=ZZZSphaereTorus
}
\newglossaryentry{Projektion}
{
name={\ensuremath{\pi_X}},
description={Projektion auf X},
sort=ZZZProjektion
}
\newglossaryentry{Urbild}
{
name={\ensuremath{f^{-1}(M)}},
description={Urbild von $M$},
sort=ZZZUrbild
}
\newglossaryentry{Ohne Einschraekung}
{
name={$\text{\OE}$},
description={Ohne Einschränkung},
sort=ZZZOE
}
\newglossaryentry{Allgemeine lineare Gruppe}
{
name={$\GL_n(K)$},
description={Allgemeine lineare Gruppe (general linear group)},
sort=ZZZGL
}
\newglossaryentry{Rang}
{
name={$\text{Rg}(M)$},
description={Rang von $M$},
sort=ZZZRang
}
\newglossaryentry{Einschraeunkung}
{
name={$f|_U$},
description={$f$ eingeschränkt auf U},
sort=ZZZEinschraenkung
}
% Setze den richtigen Namen für das Glossar
\renewcommand*{\glossaryname}{\glossarName}
\deftranslation{Glossary}{\glossarName}
% Drucke das gesamte Glossar
\glsaddall
\printglossaries
% Trage das Glossar in das Inhaltsverzeichnis ein
%\stepcounter{section}
%\addcontentsline{toc}{section}{\numberline {\thesection} \glossarName}

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@ -16,15 +16,16 @@
\draw (\x,0.1) -- (\x,-0.1) node [below] {\x}; \draw (\x,0.1) -- (\x,-0.1) node [below] {\x};
\draw[red] (0.07,0.1) -- (0,0.1) -- (0,-0.1) -- (0.07,-0.1) node [below] {}; \draw[thick,red] (0.07,0.1) -- (0,0.1) -- (0,-0.1) -- (0.07,-0.1) node [below] {};
\draw[red] plot [smooth] coordinates{(0.47,0.1) (0.5,0) (0.47,-0.1)}; \draw[thick,red] plot [smooth] coordinates{(0.47,0.1) (0.5,0) (0.47,-0.1)};
\draw[thick,red] (0,0) -- (0.5,0);
\draw[dotted,red] (0,-0.03) -- (0.5,-0.03);
\begin{scope}[shift={(4,0)}] \begin{scope}[shift={(4,0)}]
\draw[thick] (0cm,0cm) circle(1cm); \draw[thick] (0cm,0cm) circle(1cm);
\draw[thick, red] ([shift={(180:1cm)}]-0.0,0) arc (180:0:1cm); \draw[thick, red] ([shift={(180:1cm)}]-0.0,0) arc (180:0:1cm);
\draw[red, dotted] ([shift={(180:0.97cm)}]-0.0,0) arc (180:0:0.97cm);
\draw (0:1cm) node[point, label=right:{$0$}] {}; \draw (0:1cm) node[point, label=right:{$0$}] {};
%\path node[point, blue, label={[blue,above]{$\overline{a}$}}] (posU) at (-252:1cm) {};
%\path node[label={[red,left]{$U$}}] at (30:1cm) {};
\end{scope} \end{scope}
\coordinate (circleUp) at (2.6, 0.1); \coordinate (circleUp) at (2.6, 0.1);
@ -35,10 +36,4 @@
\path[->] (numberlineUp) edge [bend left] node[label=$f$] {} (circleUp); \path[->] (numberlineUp) edge [bend left] node[label=$f$] {} (circleUp);
\path[<-] (numberlineDown) edge [bend right] node[label=below:$g$] {} (circleDown); \path[<-] (numberlineDown) edge [bend right] node[label=below:$g$] {} (circleDown);
%\draw (3.7cm,0cm) node[point, blue, label={[blue,above]{$a$}}] (posA) {};
%\draw (0.7cm,0cm) node[point, blue, label={[blue,above]{$\pi^{-1}(u)$}}] {};
%\draw[dashed, blue, thick] plot [smooth] coordinates{(posU) (0.2,-0.8) (2.5,-1) (posA)};
%\draw[blue, dashed, thick] (3.7cm,0cm) arc (0:180:1.5 and 0.5);
\end{tikzpicture} \end{tikzpicture}

View file

@ -1,5 +1,6 @@
\begin{tikzpicture}[tqft/flow=east] \begin{tikzpicture}[tqft/flow=east]
\draw (0,0) ellipse (2cm and 1cm); \draw (0,0) ellipse (2cm and 1cm);
\draw (0,-2) ellipse (3cm and 0.8cm);
\def\ringa{(-0.3,0) circle (0.5cm)} \def\ringa{(-0.3,0) circle (0.5cm)}
\def\ringb{(+0.3,0) circle (0.5cm)} \def\ringb{(+0.3,0) circle (0.5cm)}
@ -24,6 +25,8 @@
\node at (+1,0.3) {$U_j$}; \node at (+1,0.3) {$U_j$};
\node at (-1.9,-2) {$V_i$}; \node at (-1.9,-2) {$V_i$};
\node at (+1.9,-2) {$V_j$}; \node at (+1.9,-2) {$V_j$};
\node at (+2.0,0.7) {$X$};
\node at (+2.4,-1.3) {$\mathbb{R}^n$};
\path[->] (-0.35,0) edge [bend angle=10,bend right] node[label={[label distance=0.1cm]210:$\varphi_i$}] {} (-1,-1.5); \path[->] (-0.35,0) edge [bend angle=10,bend right] node[label={[label distance=0.1cm]210:$\varphi_i$}] {} (-1,-1.5);

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@ -30,10 +30,12 @@
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Define theorems % % Define theorems %
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\newcommand{\thmfoot}{}
\theoremstyle{break} \theoremstyle{break}
\setlength\theoremindent{0.7cm} \setlength\theoremindent{0.7cm}
\theoremheaderfont{\kern-0.7cm\normalfont\bfseries} \theoremheaderfont{\kern-0.7cm\normalfont\bfseries}
\theorembodyfont{\normalfont} % nicht mehr kursiv \theorembodyfont{\normalfont} % nicht mehr kursiv
\theoremseparator{\thmfoot}
\newframedtheorem{satz}{Satz}[chapter] \newframedtheorem{satz}{Satz}[chapter]
\newframedtheorem{lemma}[satz]{Lemma} \newframedtheorem{lemma}[satz]{Lemma}
@ -67,5 +69,6 @@
\newcommand\mapsfrom{\mathrel{\reflectbox{\ensuremath{\mapsto}}}} \newcommand\mapsfrom{\mathrel{\reflectbox{\ensuremath{\mapsto}}}}
\newcommand\dcup{\mathbin{\dot{\cup}}} \newcommand\dcup{\mathbin{\dot{\cup}}}
\newcommand\obda{o.~B.~d.~A.} \newcommand\obda{o.~B.~d.~A.}
\newcommand\Obda{o.~B.~d.~A.}