完備距離空間の像は完備部分集合とは限らない
完備距離空間の像は完備部分集合とは限らない
完備距離空間\(\left(X,d_{X}\right)\)から距離空間\(\left(Y,d_{Y}\right)\)への連続写像\(f:X\rightarrow Y\)があるとき、\(f\left(X\right)\)は完備部分集合とは限らない。
完備距離空間\(\left(X,d_{X}\right)\)から距離空間\(\left(Y,d_{Y}\right)\)への連続写像\(f:X\rightarrow Y\)があるとき、\(f\left(X\right)\)は完備部分集合とは限らない。
反例で示す。
何故なら\(x_{n}=\frac{\pi}{2}-\frac{1}{n}\)とすると\(x_{n}\in\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)\)であるが、その収束先の\(\frac{\pi}{2}\)は\(\frac{\pi}{2}\notin\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)\)だからである。
何故なら\(x_{n}=1-\frac{1}{n}\)とすると\(x_{n}\in\left(-1,1\right)\)であるが、その収束先の1は\(1\notin\left(-1,1\right)\)だからである。
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完備距離空間と距離空間を\(\mathbb{R}\)とすると、\(\mathbb{R}\)は完備であるが連続写像\(f\left(x\right)=\tan^{\bullet}x\)の像は\(f\left(X\right)=\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)\)は完備ではない。何故なら\(x_{n}=\frac{\pi}{2}-\frac{1}{n}\)とすると\(x_{n}\in\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)\)であるが、その収束先の\(\frac{\pi}{2}\)は\(\frac{\pi}{2}\notin\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)\)だからである。
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完備距離空間と距離空間を\(\mathbb{R}\)とすると、\(\mathbb{R}\)は完備であるが連続写像\(f\left(x\right)=\frac{x}{1+\left|x\right|}\)の像は\(f\left(X\right)=\left(-1,1\right)\)は完備ではない。何故なら\(x_{n}=1-\frac{1}{n}\)とすると\(x_{n}\in\left(-1,1\right)\)であるが、その収束先の1は\(1\notin\left(-1,1\right)\)だからである。
ページ情報
| タイトル | 完備距離空間の像は完備部分集合とは限らない |
| URL | https://www.nomuramath.com/xlzs3f6t/ |
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ε近傍(開球)の定義
\[
U\left(a,\epsilon\right)=\left\{ x\in X;d\left(a,x\right)<\epsilon\right\}
\]
距離空間ならば第1可算公理を満たす
点と集合との距離と集合同士の距離の定義
\[
d\left(A,B\right):=\inf\left\{ d\left(a,b\right);a\in A,b\in B\right\}
\]
集合同士が交わるならば距離は0
\[
A\cap B\ne\emptyset\Rightarrow d\left(A,B\right)=0
\]