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@ -254,7 +254,7 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind.
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und $U_y$ um $y$ gibt, sodass $U_x \cap U_y = \emptyset$.
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\end{definition}
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\begin{bemerkung}[Trennungseigenschaft]
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\begin{bemerkung}[Trennungseigenschaft]\label{Trennungseigenschaft}
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Metrische Räume sind hausdorffsch, da
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\[d(x,y) > 0 \Rightarrow \exists \varepsilon: \fB_\varepsilon(x) \cap \fB_\varepsilon(y) = \emptyset\]
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Ein Beispiel für einen topologischen Raum, der nicht hausdorfsch ist,
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@ -487,22 +487,23 @@ sodass $\pi$ stetig wird.
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als topologischer Raum mit der Teilraumtopologie zusammenhängend ist.
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\end{bemerkung}
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\begin{beispiel}
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$\mdr^n$ ist mit der euklidischen Topologie zusammenhängend,
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denn:
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Angenommen, $\mdr^n = U_1 \cup U_2$ mit $U_i$ offen, $U_i \neq \emptyset$
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und $U_1 \cap U_2 = \emptyset$ existiert.
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Sei $x \in U_1, y \in U_2$ und $[x,y]$ die Strecke zwischen $x$
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und $y$. Dann ist $U_1 \cap [x,y]$ die Vereinigung von offenen
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Intervallen. Dann gibt es $z \in [x,y]$ mit $z \in \partial (U_1 \cap [x,y])$,
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aber $z \notin U_1 \Rightarrow z \in U_2$. In jeder Umgebung von
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$z$ liegt ein Punkt von $U_1 \Rightarrow$ Widerspruch zu $U_2$ offen.
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\end{beispiel}
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%\begin{beispiel}
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%
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%\end{beispiel}
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\begin{beispiel}[Zusammenhang von Räumen]
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\begin{enumerate}
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\item $\mdr^n$ ist mit der euklidischen Topologie zusammenhängend,
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denn:
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Angenommen, $\mdr^n = U_1 \cup U_2$ mit $U_i$ offen, $U_i \neq \emptyset$
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und $U_1 \cap U_2 = \emptyset$ existiert.
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Sei $x \in U_1, y \in U_2$ und $[x,y]$ die Strecke zwischen $x$
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und $y$. Dann ist $U_1 \cap [x,y]$ die Vereinigung von offenen
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Intervallen. Dann gibt es $z \in [x,y]$ mit $z \in \partial (U_1 \cap [x,y])$,
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aber $z \notin U_1 \Rightarrow z \in U_2$. In jeder Umgebung von
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$z$ liegt ein Punkt von $U_1 \Rightarrow$ Widerspruch zu $U_2$ offen.
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\item $\mdr \setminus \Set{0}$ ist nicht zusammenhängend, denn
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$\mdr \setminus \Set{0} = \mdr_{< 0} \cup \mdr_{> 0}$
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\item $\mdr^2 \setminus \Set{0}$ ist zusammenhängend.
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@ -660,8 +661,8 @@ $\qed$
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\begin{beispiel}
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\begin{enumerate}[label=\arabic*)]
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\item $\mdr$ ist nicht kompakt
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\item $(0,1)$ ist nicht kompakt\\
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\item $\mdr$ ist nicht kompakt.
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\item $(0,1)$ ist nicht kompakt.\\
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$U_n = (\nicefrac{1}{n}, 1-\nicefrac{1}{n}) \Rightarrow \bigcup_{n \in \mdn} U_n = (0,1)$
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\item $\mdr$ mit der Zariski-Topologie ist kompakt und jede
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Teilmenge von $\mdr$ ist es auch.\xindex{Topologie!Zariski}
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@ -1,7 +1,27 @@
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\chapter*{Lösungen der Übungsaufgaben}
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\addcontentsline{toc}{chapter}{Lösungen der Übungsaufgaben}
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\begin{solution}[\ref{ub:aufg1}]
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\todo[inline]{Lösung schreiben}
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\textbf{Teilaufgabe a)} Es gilt:
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\begin{enumerate}[label=(\roman*)]
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\item $\emptyset, X \in \fT_X$.
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\item $\fT_X$ ist offensichtlich unter Durchschnitten abgeschlossen,
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d.~h. es gilt für alle $U_1, U_2 \in \fT_X: U_1 \cap U_2 \in \fT_X$.
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\item Auch unter beliebigen Vereinigungen ist $\fT_X$ abgeschlossen,
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d.~h. es gilt für eine beliebige Indexmenge $I$ und alle
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$U_i \in \fT_X$ für alle $i \in I: \bigcup_{i \in I} U_i \in \fT_X$
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\end{enumerate}
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Also ist $(X, \fT_X)$ ein topologischer Raum.
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\textbf{Teilaufgabe b)} Wähle $x=1, y=0$. Dann gilt $x \neq y$
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und die einzige Umgebung von $x$ ist $X$. Da $y=0 \in X$ können
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also $x$ und $y$ nicht durch offene Mengen getrennt werden.
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$(X, \fT_X)$ ist also nicht hausdorffsch.
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\textbf{Teilaufgabe c)} Nach Bemerkung \ref{Trennungseigenschaft}
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sind metrische Räume hausdorffsch. Da $(X, \fT_X)$ nach (b) nicht
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hausdorffsch ist, liefert die Kontraposition der Trennungseigenschaft,
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dass $(X, \fT_X)$ kein metrischer Raum sein kann.
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\end{solution}
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\begin{solution}[\ref{ub:aufg4}]
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@ -19,7 +19,7 @@ Vielen Dank auch an Frau Lenz, die es mir erlaubt hat, ihre
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Die Kugeloberfläche $S^2$ lässt sich durch strecken, stauchen
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und umformen zur Würfeloberfläche oder
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der Oberfläche einer Pyramide verformen, aber nicht zum $\mdr^2$
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oder zu einem Torus. Für den $\mdr^2$ müsste man die Oberfläche
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oder zu einem Torus $T^2$. Für den $\mdr^2$ müsste man die Oberfläche
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unendlich ausdehnen und für einen Torus müsste man ein Loch machen.
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\begin{figure}[ht]
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@ -41,7 +41,7 @@ unendlich ausdehnen und für einen Torus müsste man ein Loch machen.
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\input{figures/plane-r2.tex}
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\label{fig:plane-r2}
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}%
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\subfigure[Torus]{
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\subfigure[$T^2$]{
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\input{figures/torus.tex} \xindex{Torus}
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\label{fig:torus}
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}
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