Kompakte Intervalle und normierte Räume

Aufrufe: 740     Aktiv: 18.06.2020 um 21:28

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Hallo,

Ich habe gerade besondere Schwierigkeiten eine Wahr/Falsch Aufgabe zu lösen. Die Aufgabe lautet:

Im Folgenden seien V ein normierter Raum, I ⊂ R ein kompaktes Intervall und M ⊂ V eine Teilmenge.

a) K1,K2 ⊂ V kompakt ⇒ K1 ∪ K2 kompakt (Vereinigungsmenge)

b) K1,K2 ⊂ V kompakt ⇒ K1 ∩ K2 kompakt  (Schnittmenge)

Könnte mir jemand bei der Aufgabe behilflich sein?

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gefragt

Punkte: 14

 

Wofür benötigt man das I und das M? Beides kommt in den Aufgaben doch gar nicht vor, oder übersehe ich da etwas?   ─   42 18.06.2020 um 20:36

Die Aufgaben sind ein kleiner Abschnitt von einer Aufgabensammlung, also sprich man kann hier das I und das M wegdenken, da es nicht Teil der Aufgabe ist.   ─   daddy.mclovin 18.06.2020 um 20:46
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Beide Aussagen sind wahr.

Die Aussage a) gilt sogar für jeden Topologischen Raum. Seien \(K_1,K_2 \subset V\) kompakt und \( K_1 \cup K_2 \subset \cup_{i=1}^{\infty} O_i \) eine offene Überdeckung. Dann sind \( K_1 \subset \cup_{i=1}^{\infty} O_i \) und \( K_2 \subset \cup_{i=1}^{\infty} O_i \) offene Überdeckungen und wegen der Kompaktheit erhalten wir endliche Teilüberdeckungen \( K_1 \subset \cup_{k=1}^m O_{i_k} \) und \( K_2 \subset \cup_{l=1}^n O_{i_l} \). Hiermit erhalten wir dann eine endliche Teilüberdeckung \( K_1 \cup K_2 \subset (\cup_{k=1}^m O_{i_k}) \cup (\cup_{l=1}^n O_{i_l}) \). Also ist \(K_1 \cup K_2\) kompakt.

Die Aussage b) gilt sogar für jeden Hausdorff-Raum. Seien \(K_1, K_2 \subset V \) kompakt. Da \(V\) hausdorffsch ist, sind damit \(K_1\) und \(K_2\) auch abgeschlossen. Also ist auch der Schnitt \( K_1 \cap K_2 \) abgeschlossen und somit das Komplement \( (K_1 \cap K_2)^c \) offen. Sei nun \( K_1 \cap K_2 \subset \cup_{i=1}^{\infty} O_i \) eine offene Überdeckung. Dann ist \( K_1 \subset V = (K_1 \cap K_2) \cup (K_1 \cap K_2)^c \subset \cup_{i=1}^{\infty} O_i \cup (K_1 \cap K_2)^c \) eine offene Überdeckung und wegen der Kompaktheit von \(K_1\) erhalten wir eine endliche Teilüberdeckung \( K_1 \subset \cup_{k=1}^m O_{i_k} \cup (K_1 \cap K_2)^c \). Wegen \( K_1 \cap K_2 \subset K_1 \) und \( (K_1 \cap K_2) \cap (K_1 \cap K_2)^c = \emptyset \) erhalten wir hieraus die endliche Teilüberdeckung \( K_1 \cap K_2 \subset \cup_{k=1}^m O_{i_k} \). Also ist \( K_1 \cap K_2 \) kompakt. 

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Du hast nicht nur meine Frage beantwortet, sondern auch erklärt warum dies stimmt.
Vielen Dank!
  ─   daddy.mclovin 18.06.2020 um 21:23

Gerne :)   ─   42 18.06.2020 um 21:28

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