1 Základní pojmy 2. 2 Měření vzdálenosti, metrický prostor 2. 3 Okolí v metrickém prostoru 3. 4 Zobecněná koule 3



Podobné dokumenty
METRICKÉ A NORMOVANÉ PROSTORY

Texty k přednáškám z MMAN3: 3. Metrické prostory

Matematická analýza pro informatiky I.

Euklidovský prostor. Funkce dvou proměnných: základní pojmy, limita a spojitost.

i=1 λ ix i,λ i T,x i M}.Množinuvektorů

Soustavy lineárních rovnic

1 Báze a dimenze vektorového prostoru 1

Úvod základy teorie zobrazení


Metrické prostory a kompaktnost

Množiny, relace, zobrazení


6. ANALYTICKÁ GEOMETRIE

i=1 Přímka a úsečka. Body, které leží na přímce procházející body a a b můžeme zapsat pomocí parametrické rovnice

1 Řešení soustav lineárních rovnic

1 Soustavy lineárních rovnic

goniometrickém tvaru z 1 = z 1 (cosα 1 +isinα 1 ), z 2 = z 2 (cosα 2 +isinα 2 ) Jejich součin = z 1 ( z 2 z 2 Jejich podíl: n-tá mocnina:

ZÁKLADNÍ ZOBRAZOVACÍ METODY

IV. Základní pojmy matematické analýzy IV.1. Rozšíření množiny reálných čísel

Dodatek 2: Funkce dvou proměnných 1/9

Úvod do lineární algebry

Definice 1.1. Nechť je M množina. Funkci ρ : M M R nazveme metrikou, jestliže má následující vlastnosti:

Jan Pavĺık. FSI VUT v Brně

Projekty - Úvod do funkcionální analýzy

Limita posloupnosti, limita funkce, spojitost. May 26, 2018

Definice. Vektorový prostor V nad tělesem T je množina s operacemi + : V V V, tj. u, v V : u + v V : T V V, tj. ( u V )( a T ) : a u V které splňují

Učební texty k státní bakalářské zkoušce Matematika Skalární součin. študenti MFF 15. augusta 2008


SOUSTAVY LINEÁRNÍCH ROVNIC

1 Linearní prostory nad komplexními čísly


PŘEDNÁŠKA 2 POSLOUPNOSTI

Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné

5 Orientované grafy, Toky v sítích

Lineární algebra. Soustavy lineárních rovnic

Matice. Předpokládejme, že A = (a ij ) je matice typu m n: diagonálou jsou rovny nule.

Matematická analýza III.

Obsah. Lineární rovnice. Definice 7.9. a i x i = a 1 x a n x n = b,

Vektorové podprostory, lineární nezávislost, báze, dimenze a souřadnice

1 Topologie roviny a prostoru

Přednáška 3: Limita a spojitost

Matematika (CŽV Kadaň) aneb Úvod do lineární algebry Matice a soustavy rovnic

DEFINICE Z LINEÁRNÍ ALGEBRY

Pro každé formule α, β, γ, δ platí: Pro každé formule α, β, γ platí: Poznámka: Platí právě tehdy, když je tautologie.

Texty k přednáškám z MMAN3: 4. Funkce a zobrazení v euklidovských prostorech

7. Důležité pojmy ve vektorových prostorech

Text může být postupně upravován a doplňován. Datum poslední úpravy najdete u odkazu na stažení souboru. Veronika Sobotíková

TGH02 - teorie grafů, základní pojmy

Limita a spojitost funkce

Pravděpodobnost a její vlastnosti

Posloupnosti a jejich konvergence POSLOUPNOSTI

1 Připomenutí vybraných pojmů

Pojem binární relace patří mezi nejzákladnější matematické pojmy. Binární relace

4. Topologické vlastnosti množiny reálných

verze 1.3 kde ρ(, ) je vzdálenost dvou bodů v R r. Redukovaným ε-ovým okolím nazveme ε-ové okolí bodu x 0 mimo tohoto bodu, tedy množinu

Uspořádanou n-tici reálných čísel nazveme aritmetický vektor (vektor), ā = (a 1, a 2,..., a n ). Čísla a 1, a 2,..., a n se nazývají složky vektoru

2. přednáška 8. října 2007

Množiny, základní číselné množiny, množinové operace

Úvod do teorie her

TGH02 - teorie grafů, základní pojmy

1. přednáška 1. října Kapitola 1. Metrické prostory.

H {{u, v} : u,v U u v }

Základní pojmy teorie množin Vektorové prostory

1 Vektorové prostory.

Teorie množin Pavel Podbrdský

MATICE. a 11 a 12 a 1n a 21 a 22 a 2n A = = [a ij]

Maticí typu (m, n), kde m, n jsou přirozená čísla, se rozumí soubor mn veličin a jk zapsaných do m řádků a n sloupců tvaru:

10 Funkce více proměnných

Determinanty. Determinanty. Přednáška MATEMATIKA č. 3. Jiří Neubauer

1.3. Číselné množiny. Cíle. Průvodce studiem. Výklad

2 Vektorové normy. Základy numerické matematiky - NMNM201. Definice 1 (Norma). Norma je funkcionál splňující pro libovolné vektory x a y a pro

p 2 q , tj. 2q 2 = p 2. Tedy p 2 je sudé číslo, což ale znamená, že

Přednáška 9, 28. listopadu 2014 Část 4: limita funkce v bodě a spojitost funkce

V předchozí kapitole jsme podstatným způsobem rozšířili naši představu o tom, co je to číslo. Nadále jsou pro nás důležité především vlastnosti

Teorie grafů Jirka Fink

Posloupnosti a jejich konvergence

7 Konvexní množiny. min c T x. při splnění tzv. podmínek přípustnosti, tj. x = vyhovuje podmínkám: A x = b a x i 0 pro každé i n.

B i n á r n í r e l a c e. Patrik Kavecký, Radomír Hamřík

Pravděpodobnost a statistika

Determinanty. Obsah. Aplikovaná matematika I. Pierre Simon de Laplace. Definice determinantu. Laplaceův rozvoj Vlastnosti determinantu.

Každé formuli výrokového počtu přiřadíme hodnotu 0, půjde-li o formuli nepravdivou, a hodnotu 1, půjde-li. α neplatí. β je nutná podmínka pro α

Funkce více proměnných - úvod

Kapitola 9. Rezidua. Matematická analýza 4. KMA/MA o12. Definice 9.1. ( izolovaná singularita )

Necht L je lineární prostor nad R. Operaci : L L R nazýváme

0.1 Úvod do lineární algebry

6.1 Vektorový prostor

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

a a

Home. Obsah. Strana 1 MATEMATIKA. Fullscreen PRO LETECKÉ. Tisk OBORY II. Konec

1 Funkce dvou a tří proměnných

Křivky kolem nás. Webinář. 20. dubna 2016

Matematická logika. Rostislav Horčík. horcik

I. Úvodní pojmy. Obsah

Funkce pro učební obory

15 Maticový a vektorový počet II

Formální jazyky a automaty Petr Šimeček

Teorie množin. Čekají nás základní množinové operace kartézské součiny, relace zobrazení, operace. Teoretické základy informatiky.

Marie Duží

2. Schurova věta. Petr Tichý. 3. října 2012

FUNKCE A JEJICH VLASTNOSTI

Transkript:

I. Metrické prostory Obsah 1 Základní pojmy 2 2 Měření vzdálenosti, metrický prostor 2 3 Okolí v metrickém prostoru 3 4 Zobecněná koule 3 5 Některé význačné body a množiny metrického prostoru 4

1 Základní pojmy Definice 1.1 Množinu všech uspořádaných dvojic(x, y), kde x, y R nazveme rovinou(dvojrozměrnýmprostorem)aoznačímeji R 2.Každáuspořádanádvojice(x, y)senazývábodrovinyačísla x, ysenazývajísouřadnicetohotobodu.dvabodyvrovině(x, y)a(u, v)považujemezashodné (totožné),právěkdyž x=uay= v. Zvolíme-livR 2 kartézskousoustavusouřadnic,můžemekaždémuboduzr 2 jednoznačněpřiřadit uspořádanou dvojici reálných čísel a naopak, každé uspořádané dvojici reálných čísel přiřadíme právě jedenbodzr 2 (tzv.bijekce). Definice1.2Množinuvšechuspořádanýchtrojic(x, y, z),kde x, y, z Rnazvemeprostorem(trojrozměrnýmprostorem)aoznačímeji R 3.Každáuspořádanátrojice(x, y, z)senazývábodprostorua čísla x, y, zsenazývajísouřadnicetohotobodu.dvabodyvprostoru(x, y, z)a(u, v, w)považujeme zashodné(totožné),právěkdyž x=u, y= va z= w. Pozavedeníkartézskésoustavysouřadniclzekaždémuboduzprostoru R 3 jednoznačněpřiřadit uspořádanou trojici reálných čísel a naopak. 2 Měření vzdálenosti, metrický prostor Vzdálenost mezi dvěma prvky je pojem relativní a můžeme ji měřit různě v závislosti na daném prostoru a konkrétní představě. Všechny druhy vzdáleností mají ale několik společných vlastností: Definice2.1Nechť X = jelibovolnámnožinaaρzobrazenízx Xdo R,kterémáprovšechna X, Y, Z X následující vlastnosti: 1. ρ(x, Y) 0...nezápornost 2. ρ(x, Y)=0 X= Y...definitnost 3. ρ(x, Y)=ρ(Y, X)...symetrie 4. ρ(x, Y) ρ(x, Z)+ρ(Z, Y)...trojúhelníkovánerovnost Potomuspořádanádvojice(X, ρ)senazývámetrickýprostor,zobrazení ρ:x X Rsenazývá metrikaprostoru(x, ρ)ačíslo ρ(x, Y)senazývávzdálenostíprvků Xa Y vprostoru(x, ρ). Poznámka: Na každé neprázdné množině X lze zadat celou řadu různých metrik. Dostaneme tak různé metrické prostory, které budou mít stejnou základní množinu, tzv. nosič, ale v každém z nich budeme jiným způsobem měřit vzdálenosti. Namnožině R 2 lzedefinovatmj.následujícímetriky ( X, Y R 2, X=(x 1, x 2 ), Y=(y 1, y 2 )): ρ(x, Y)= (y 1 x 1 ) 2 +(y 2 x 2 ) 2 ρ l (X, Y)= y 1 x 1 + y 2 x 2...eukleidovskávzdálenost...tzv.listonošskávzdálenost 2

ρ m (X, Y)=max{ y 1 x 1, y 2 x 2 }...tzv.maximálnívzdálenost Tytometrikylzepřirozeněrozšířitnamnožinu R 3 ( X, Y R 3, X=(x 1, x 2, x 3 ), Y=(y 1, y 2, y 3 )): ρ(x, Y)= (y 1 x 1 ) 2 +(y 2 x 2 ) 2 +(y 3 x 3 ) 2 ρ l (X, Y)= y 1 x 1 + y 2 x 2 + y 3 x 3 ρ m (X, Y)=max{ y 1 x 1, y 2 x 2, y 3 x 3 }...eukleidovskámetrika...tzv.oktaedrickámetrika...tzv.kubickámetrika 3 Okolí v metrickém prostoru Definice3.1Nechť a (X, ρ)aε >0.Množinuvšechbodů x (X, ρ),prokteréplatí ρ(x, a) < ε nazýváme ε-okolímbodu avprostoru(x, ρ)aznačímeji U(a, ε);tj. U(a, ε)={x (X, ρ); ρ(x, a) < ε}. Redukovaným ε-okolím bodu a v prostoru(x, ρ) nazýváme množinu U (a, ε)={x (X, ρ);0 < ρ(x, a) < ε}. Příklad: Jakvypadá U(a, ε)vprostorech(r 2, ρ),(r 2, ρ l )a(r 2, ρ m )? 4 Zobecněná koule Definice4.1Nechť a (X, ρ)aε >0.Potom množinaω(a, ε)={x (X, ρ); ρ(x, a) < ε}senazýváotevřenákoule(zobecněnáotevřená koule)sestředemvbodě aapoloměrem ε(tj.ω(a, ε)=u(a, ε)); 3

množinaω(a, ε)={x (X, ρ); ρ(x, a) ε}senazýváuzavřenákoulesestředemvbodě aa poloměrem ε; množina S(a, ε)={x (X, ρ); ρ(x, a)=ε}senazývásférasestředemvbodě aapoloměrem ε. Příklad: JakvypadáuzavřenákouleΩ(a, ε))vprostorech(r 3, ρ),(r 3, ρ l )a(r 3, ρ m )? 5 Některé význačné body a množiny metrického prostoru Definice5.1Nechť Xjemetrickýprostorsmetrikou ρ. Nechť A X.Bod a Asenazývávnitřnímbodemmnožiny A,jestližeexistujeokolí U(a) bodu atak,že U(a) A.Množinavšechvnitřníchbodůmnožiny Asenazývávnitřekmnožiny Aaznačíse A nebointa. Množina Asenazýváotevřená,jestliže A=A. Nechť A X.Bod a X senazýváhromadnýmbodemmnožiny A,jestližekaždéjehoredukované okolí obsahuje aspoň jeden bod y A(nebo ekvivalentně, jestliže každé jeho okolí obsahuje nekonečně mnoho bodů z množiny A). Množina všech hromadných bodů množiny A senazýváderivacemnožiny Aaznačíse A. Bod a A,kterýneníhromadnýmbodemmnožiny Asenazýváizolovanýmbodemmnožiny A. 4

Nechť A X.Potomsesjednocení A A nazýváuzávěrmnožiny Aaznačíse A. Množina Asenazýváuzavřená,jestliže A=A. Nechť A X.Bod a X senazýváhraničnímbodemmnožiny A,jestližekaždéjehookolí obsahujeaspoňjedenbodzaaaspoňjedenbodzx\ A.Množinavšechhraničníchbodů množiny A se nazývá hranice množiny A a značí se h(a) nebo bd(a). Nechť(X, ρ) je metrický prostor konečné dimenze. Potom můžeme definovat následující vlastnosti množin: Množina A Xsenazývásouvislá,můžeme-likaždéjejídvabodyspojitlomenoučarou,která celáležíva. Otevřenásouvislámnožina A Xsenazýváoblast. Množina A Xsenazýváomezená,jestližeexistuječíslo K >0tak,že A Ω(0, K). Množina A Xsenazývákompaktní,je-liuzavřenáaomezená. Množina A Xsenazývákonvexní,lze-likaždédvajejíbodyspojitúsečkouležícívA. 5