1.4 Tam Metrik Uzay ve Tamlaması

Benzer belgeler
1. Metrik Uzaylar ve Topolojisi

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

Hamel Taban ve Boyut Teoremi

Ankara Üniversitesi Kütüphane ve Dokümantasyon Daire Başkanlığı Açık Ders Malzemeleri. Ders izlence Formu

Gerçel Sayılar Grubunda Tanımlı Grup Topolojilerin Sayısı. Zafer ERCAN 1

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

Ders 2: RP 1 ve RP 2 - Reel izdüşümsel doğru ve

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

Bu tanım aralığı pozitif tam sayılar olan f(n) fonksiyonunun değişim aralığı n= 1, 2, 3,, n,

14.Konu Reel sayılarının topolojisi. 1.Tanım:, verilsin. açık aralığına noktasının -komşuluğu denir. { } kümesine nın delinmiş -komşuluğu denir.

2. SİMETRİK GRUPLAR. Tanım 2.1. X boş olmayan bir küme olmak üzere X den X e birebir örten fonksiyona permütasyon denir.

TÜREV VE UYGULAMALARI

13.Konu Reel sayılar

Fen ve Anadolu Liselerine Öğretmen Seçme Sınav Denemesi

SORU 1: En az iki elemana sahip bir X kümesi ile bunun P (X) kuvvet. kümesi veriliyor. P (X) üzerinde 0 ; A = 1 ; A

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

1 Vektör Uzayları 2. Lineer Cebir. David Pierce. Matematik Bölümü, MSGSÜ mat.msgsu.edu.tr/~dpierce/

Lys x 2 + y 2 = (6k) 2. (x 2k) 2 + y 2 = (2k 5) 2 olduğuna göre x 2 y 2 =? Cevap: 14k 2

T.C. ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ

TOPOLOGY TEST A³a dakilerden hangisi bir süzgeç de ildir? 3. A³a dakilerden hangisi a³kn bir süzgeç de ildir?

8. HOMOMORFİZMALAR VE İZOMORFİZMALAR

Modül Teori. Modüller. Prof. Dr. Neşet AYDIN. [01/07] Mart Prof. Dr. Neşet AYDIN (ÇOMÜ - Matematik Bölümü) Modül Teori [01/07] Mart / 50

İç-Çarpım Uzayları ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv. Dr. Nevin ORHUN

Lineer Dönüşümler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv.Dr. Nevin ORHUN

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

f fonksiyonuna bir üç değişkenli fonksiyon adı verilir. Daha çok değişkenli fonksiyonlar benzer şekilde tanımlanır.

Soru 1. Soru 5. Soru 2. Soru 6. Soru 3. Soru 7.

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

TÜREV VE UYGULAMALARI

1.3. Normal Uzaylar. Bu bölümde; regülerlikten daha kuvvetli bir ay rma aksiyomu tan mlanarak. baz temel özellikleri incelenecektir.

GENELLEŞTİRİLMİŞ FUZZY KOMŞULUK SİSTEMİ ÜZERİNE

Ders 8: Konikler - Doğrularla kesişim

A; e A; A kümelerini tan mlay n z. (x) = fb 2 B : x 2 Bg

; k = 1; 2; ::: a (k)

Rasgele Vektörler Çok Değişkenli Olasılık Dağılımları

Çalışma Soruları 1. a) x > 5 b) y < -3 c) xy > 0 d) x 3 < y e) (x-2) 2 + y 2 > 1. ( ) 2x

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

3.Ders Rasgele Değişkenler

Çalışma Soruları 1. a) x > 5 b) y < -3 c) xy > 0 d) x 3 < y e) (x-2) 2 + y 2 > 1. ( ) 2x

2. Topolojik Uzaylarda Ba¼glant l l k Ba¼glant l Topolojik Uzaylar. Tan m (X; ) topolojik uzay n n her biri boş kümeden farkl olan ayr k

T I M U R K A R A Ç AY - H AY D A R E Ş C A L C U L U S S E Ç K I N YAY I N C I L I K A N K A R A

LYS MATEMATİK DENEME - 1

sayıların kümesi N 1 = { 2i-1: i N } ve tüm çift doğal sayıların kümesi N 2 = { 2i: i N } şeklinde gösterilebilecektir. Hiç elemanı olmayan kümeye

Egzersizler MATH 111

1.4. KISMİ SIRALAMA VE DENKLİK BAĞINTILARI

2(1+ 5 ) b = LYS MATEMATİK DENEMESİ. işleminin sonucu kaçtır? A)2 5 B)3 5 C)2+ 5 D)3+ 5 E) işleminin sonucu kaçtır?

1. GRUPLAR. c (Birleşme özelliği) sağlanır. 2) a G için a e e a a olacak şekilde e G (e ye birim eleman denir) vardır.

sonlu altörtüsü varsa bu topolojik uzaya tıkız diyoruz.

AYRIK YAPILAR. ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FıRAT ÜNIVERSITESI TEKNOLOJI FAKÜLTESI YAZıLıM MÜHENDISLIĞI BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

ANALİZ IV. Mert Çağlar

Prof.Dr.Ünal Ufuktepe

TOPOLOJ TEST B. (d) Dizinin limiti yoktur; y lma noktas yoktur. 4. Dizisel süreklilik hangi uzaylarda süreklili e denktir?

1956 da... Ali Nesin

Soru Toplam Puanlama Alınan Puan

X normlu bir uzay olsun.x üzerindeki tüm gerçel veya karmaşık değerli sürekli (sınırlı) fonksiyoneller,x deki x ve α sayıları için

ANAL IZ III Aras nav Sorular

ANALİZ III. Mert Çağlar

ab H bulunur. Şu halde önceki önermenin i) koşulu da sağlanır ve H G bulunur.

SORU 1: Herbir A R kümesi için A G ve λ (A) = λ (G) olacak şekilde. ÇÖZÜM 1: B sayılabilir bir küme olsun. Bu durumda λ (B) = 0 gerçeklenir.

8.Konu Sonlu ve sonsuz kümeler, Doğal sayılar

Halit Tansel Satan, Tolga TANIŞ, Simay AYDIN

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

(14) (19.43) de v yi sağlayan fonksiyona karşılık gelen u = F v fonksiyonunun ikinci türevi sürekli, R de 2π periodik ve

MATM 133 MATEMATİK LOJİK. Dr. Doç. Çarıyar Aşıralıyev

ASYMMETRIC TOPOLOGICAL SPACES ESRA KARATAŞ

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta 3

Temel Kavramlar. (r) Sıfırdan farklı kompleks sayılar kümesi: C. (i) Rasyonel sayılar kümesi: Q = { a b

Örnek...3 : Aşağıdaki ifadelerden hangileri bir dizinin genel terim i olabilir?

TOPOLOJ TEST A. 1. A³a dakilerden hangisi topoloji tanmlama yöntemi de ildir?

BMT 206 Ayrık Matematik. Yük. Müh. Köksal GÜNDOĞDU 1


HOMOLOJİ CEBİRE GİRİŞ ARA SINAV CEVAP ANAHTARI

1956 da bla bla... Ali Nesin

SOYUT CEBİR Tanım 1: Uzunluğu 2 olan dairesel permütasyona transpozisyon denir.

Tanım 2.1. X boş olmayan bir küme olmak üzere X den X üzerine bire-bir fonksiyona permütasyon denir.

6. Ders. Mahir Bilen Can. Mayıs 16, 2016

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta 9. Tanım 2. Kompleks düzlemin tamamında analitik olan bir fonksiyona tam fonksiyon denir.

FONKSİYONLAR. Örnek: (2x-2,y-3)=(10,-3) olduğuna göre x ve y sayılarını bulunuz.

Yazım hatalari olabilir. Yeni sorular eklenecek. 1 Sunday 12 th January, :17

Sonsuz Diziler ve Seriler

Grup Homomorfizmaları ve

Türev Uygulamaları. 9.1 Ortalama Değer teoremi

Cebir 1. MIT Açık Ders Malzemeleri

Fonksiyonel Analize Giriş I Ara S nav Sorular 29 Kas m Bir metrik uzayda her kapal yuvar kapal bir kümedir. Ispatlay n z.

Doğrusal Olmayan Devreler, Sistemler ve Kaos

Cebir 1. MIT Açık Ders Malzemeleri

SÜREKLİLİK. 9.1 Süreklilik ve Süreksizlik Kavramları

6 Devirli Kodlar. 6.1 Temel Tan mlar

11. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

VEKTÖR UZAYLARI 1.GİRİŞ

Sunum ve Sistematik. Bu başlıklar altında uygulamalar yaparak öğrenciye yorum, analiz, sentez yetisinin geliştirilmesi hedeflenmiştir.

Sonsuzküçük Analiz. Infinitesimal Analysis. David Pierce

7. Ders. Mahir Bilen Can. Mayıs 17, 2016

8. HOMOMORFİZMALAR VE İZOMORFİZMALAR

9.Konu Lineer bağımsızlık, taban, boyut Germe. 9.1.Tanım: V vektör uzayının her bir elemanı

3.2 Bir Noktada Süreklilik ve Komşuluk... 47

Transkript:

1.4. Tam Metrik Uzay ve Tamlaması 15 1.4 Tam Metrik Uzay ve Tamlaması Öncelikle şunu not edelim: (X, d) bir metrik uzay, (x n ), X de bir dizi ve x X ise lim n d(x n, x) = 0 = lim n,m d(x n, x m ) = 0 ifadesi doğrudur. R de verilen bir (x n ) dizisi için ise, x, lim n x n x = 0 lim n,m x n x m = 0 ifadesi de her zaman doğrudur. Buna karşın bir (X, d) metrik uzayaında bir (x n ) dizisi için, x X, lim n d(x n, x) = 0 lim n,m d(x n, x m ) = 0 ifadesi genel olarak doğru değildir. Bu ifadeyi doğru yapan metrik uzayların önemli özellikleri vardır. Bu bölümde bu kavramla ilgili temel sonuçlar verilecektir. Tanım 1.6. (X, d) bir metrik uzay, (x n ), X de bir dizi ve x X olmak üzere ise (x n ) dizisi x ye yakınsıyor denir. d(x n, x) 0 lim n,m d(x n, x m ) = 0 ise, (x n ) dizisine Cauchy dizisi denir. (X, d) metrik uzayında (x n ) dizisi x e yakınsıyor ise x n x ya da lim n x n = x yazabilirız. x n x, x n y = x = y olduğu barizdir. Her yakınsak dizinin Cauchy olduğu, eşitsizliğinin bir sonucudur. d(x, y) d(x, z) d(y, z) Tanım 1.7. (Frechet, 1906) (X, d) metrik uzay olsun. X deki her Cauchy dizisi yakınsak ise X e tam metrik uzay denir. Örnekler 1.22. Tam metrik uzayın altuzayı tam olmak zorunda değildir. Gerçekten R nin metrik altuzayı Q tam değildir. 1.23. Tam metrik uzayın kapalı altuzayı tamdır.

16 1. Metrik Uzaylar ve Topolojisi 1.24. X boş kümeden farklı bir küme ve (Y, d) tam metrik uzay olsun. B(X, Y ), X den Y tanımlı sınırlı fonksiyonların kümesi olsun. Yani, olsun. B(X, Y ) = {f Y X : sup a,b X d(a, b) < } p(f, g) = sup x X d(f(x), g(x)) eşitliği ile tanımlanan d, B(X, Y ) üzerinde bir metriktir. Üstelik bu metriğe göre B(X, Y )tam uzaydır: p nin metrik olduğu bariz. (f n), B(X, Y ) de bir Cauchy dizisi olsun. Her x X ve f,g B(X, Y ) için d(f(x), g(x)) p(f, g) eşitsizliğinden, (f n(x) dizisinin Y de Cauchy dizisi olduğu elde edilir. Dolayısı ile özelliğinde f Y X vardır. Ayrıca f n(x) f(x) sup a,b X d(f(a), f(b)) < olduğuda barizdir. Yani f B(X, Y ). ɛ > 0 verilsin. n,m n 0 için p(f n, f m) < ɛ özelliğinde n 0 N vardır. Her k N, n n 0 ve x X için olmasından d(f n(x), f n0 +k(x)) p(f n, f n0 +k) < ɛ p(f n, f) < ɛ elde edilir. Böylece f n f olduğu gösterilmiş olunur. 1.25. Euclidean R metrik uzayı tam olduğundan, yukarıdaki örneğin bir sonucu olarak: X boşkümeden farklı bir küme ve D, X den R ye tanımlı sınırlı fonksiyonların kümesi, yani olsun. D, metriğine göre tam uzaydır. D = {f R X : sup x X f(x) < } d(f, g) = sup x X f(x) g(x) (X, d) ve (Y, p) metrik uzaylar ve f : X Y fonksiyonu her x, y X için p(f(x), f(y)) = d(x, y) özelliğinde ise f ye izometri denir. Bir metrik uzay tam olmasa bile tam olan bir metrik uzayın yoğun alt uzayına izometriktir. Daha da fazlası: Teorem 1.11. (Hausdorff, 1914) (X, d) bir metrik uzay olsun. i : X Y ve i(x) = Y özlliğinde tam metrik uzay (Y, p) ve izometri i vardır. Kanıt: 3 B, X den R ye tanımlı sınırlı fonksiyonlar kümesi ve her f,g B için 3 Bu kanıt Kuratowski ye aittir. p(f, g) = sup x X f(x) g(x)

1.4. Tam Metrik Uzay ve Tamlaması 17 olmak üzere (B, p) nin tam metrik uzay olduğunu yakarıda verilen örnekten biliyoruz. x 0 X i sabitliyelim. i : X B, i(x)(y) = d(x, y) d(x 0, y) eşitliği ile verilen i fonksiyonun varlığını bariz. p(i(x), i(y)) = sup t X i(x)(t) i(y)(t) = sup t X (d(x, t) d(x 0, t)) (d(y, t) d(x 0, t)) = sup t X d(x, t) d(y, t) d(x, y) = d(x, x) d(y, x) sup t X (d(x, t) d(y, t) = p(i(x), i(y)) eşitsizliklerinden i nin izometri olduğu görülür. Tam metrik uzayın kapalı altuzayı tam olduğundan, Y = i(x) alınarak kanıt tamamlanır. Teorem 1.12. (Hausdorff, 1927) Y ve Z tam olmak üze (X, d), (Y, p), (Z, q) metrik uzayları verilsin. f : X Y ve g : X Z fonksiyonları Y = f(x) ve Z = g(x) özelliğinde iki izometri olsun. Birebir ve örten h : Y Z izometri vardır. Kanıt: (a n ) ve (b n ) dizileri verilsin. (i) f(x n ) dizisini yakınsaması için gerekli ve yeterli koşul (g(x n )) dizisinin yakınsamasıdır. (ii) lim f(a n ) = lim f(b n ) lim g(a n ) = lim g(b n ) olduğunu göstermek zor değildir. Bu gözlemelerin sonucu olarak h : Y Z, h(y) = lim g(x n ) (f(x n ) y) olarak tanımlanan fonksiyon istenilen özelliktedir. X ve Y metrik uzayları arasında örten izometrik var ise bu uzaylara izometrik eşit uzaylar deriz. Tanım 1.8. Y tam olmak üzere X metrik uzayından Y metrik uzayına tanımlı f(x) = Y özelliğinde bir izometri var ise, Y e X nin metrik uzay tamlaması denir. Yukarıdaki theoremin bir sonucu olarak, bir metrik uzayın metrik uzay tamlamaları izometrik eşittir. Yine yukarıda verilen iki teoremin bir sonucu olarak aşağıdaki teoremi kanıtladık. Yine de farklı klasik bir kanıtını vereceğiz.

18 1. Metrik Uzaylar ve Topolojisi Teorem 1.13. (Hausdorff, 1914) Her metrik uzayın metrik uzay tamlaması vardır. Kanıt: Y 0, X üzerindeki Cauchy dizilerinin kümesi olsun. Her f,g Y 0 için, f f : lim n d(f(n), g(n)) = 0 olarak tanımlansın., Y 0, da bir denklik ilişkisi olduğu bariz. Bu denklik ilişlisine göre, Y, Y 0 nın elemanlarının denklik sınıflarının kümesi olsun. Yani, her f Y 0 için, [f] = {g Y 0 : f g} olmak üzere Y = {[f] : f Y 0 } diyelim. Her x X için π 0 (x)(n) = x olarak tanımlanan π 0 (x) dizisi Y 0 nın elemanıdır. (i) Her f, g Y 0 için (d(f(n), g(n)) dizisi yakınsaktır. (ii) p : Y Y R, p(f, g) = lim n d(f(n), g(n)) olarak tanımlanan fonksiyon bir metriktir. (iii) π : X Y, π(x) = [π 0 (x)] olarak tanımlanan fonksiyon bir izometridir. (iv) π(x) = Y dir. Kanıt. [f] Y verilsin. p(π(f(n)), [f]) = lim k d(π 0 (f(n))(k), f(k)) = lim k d(f(n), f(k)) 0) istenilendir. (iv) (Y, p) tam metrik uzaydır. Kanıt: (G n ), (Y, p) metrik uzayında Cauchy dizisi olsun. π(x) = Y olduğundan her n için, özelliğinde, X de (x n ) dizisi vardır. p(g n, π(x n )) < 1 n d(x n, x m ) = p(π(x n ), G n ) p(π(x n ), π(x m )) + p(π(x m ), G m ) + p(g n, G m ) eşitsizliğinden (x n ) dizisinin X de bir Cauchy dizisi olduğu görülür. f(n) = x n olmak üzere, [f] Y ve π(x n ) [f] dir. p(g n, [f]) p(g n, π(x n )) + p(π(x n ), [f]) 1 n + p(π(x n), [f]) 0 olduğundan G n [f] dir. Alıştırmalar

1.4. Tam Metrik Uzay ve Tamlaması 19 1.26. Euclidean R metrik uzayın alt uzayları Q ve R\Q mın metrik tamlamalarının R olduğunu gösteriniz. 1.27. R nin alt uzayları (0, 1), [0, 1) ve (0, 1] nin tamlamalarını belirleyiniz. 1.28. Bir metrik uzayın tam altuzayının kapalı olduğunu gösteriniz. 1.29. Ayrık topolojik uzayın tam olduğunu gösteriniz. 1.30. (X, d) tam metrik uzay olsun. p : X X R, p(x, y) = min{1, d(x, y)} olarak tanımlansın. Aşağıdakilerin doğruluğunu gösteriniz. (i) p, X üzeinde tam metriktir. (ii) d ve p, X üzerinde aynı topolojiyi üretirler. 1.31. (X, d) bir metrik uzay olsun. A X kümesini çapı r(a) = sup{d(a, b) : a, b A} olarak tanımlanır. Aşağıdakilerin doğruluğunu gösteriniz. (i) X tam uzaydır. (ii) (F n), X nin boş kümeden farklı azalan (yani her n N için, F n+1 F n) kapalı kümelerin dizisi ve r(n), F n nin apı olmak üzere lim r(n) = 0 ise nf n = dır. (iii) {F s : s S}, X nin sonlu arakesit işlem kapalı, kapalı altkümelerinin bir ailesi ve her ɛ > 0 için r(f s) > 0 (F s nin çapı) özelliğinde s S var ise, s SF s dır. 1.32. X = C[0, 1], [0, 1] den R ye tanımlı sürekli fonksiyonların kümesi ve X üzerinde d ve p metrikleri d(f, g) = sup x [0,1] f(x) g(x) ve p(f, g) = 1 f(x) g(x) dx 0 olarak tanımlansın. (X, d) nin tam fakat (X, p) uzayının tam olmadığını gösteriniz. (X, d) uzayının tamlamasını belirleyiniz. 1.33. [0, 1] den R ye tanımlı polinomlar kümesi P ([0, 1]) nin d(f, g) = sup x [0,1] f(x) g(x) metriğine göre tam olmadığını gösteriniz ve tamlamasını belirleyiniz. 1.34. [0, 1] den R ye tanımlı Riemann integrallenebilir fonksiyonlar kümesi R([0, 1]) nin d(f, g) = 1 f(x) g(x) dx 0 metriğine göre tam olmadığını gösteriniz ve tamlamasını belirleyiniz. 1.35. ((X n, d n)) metrik uzayların dizisi ve her n ve x,y X n için d n(x, y) 1 olduğunu varsayalım. X = n Xn olarak tanımlansın. d : X X R, d((x n), (y n)) = n olarak tanımlansın. Aşağıdakilerin doğruluğunu gösteriniz. (i) (X, d) bir metrik uzaydır. 1 2 n d n(x n, y n) (iii) (X, d) nin tam olması için gerekli ve yeterli koşul, her n N için (X n, d n) uzayının tam olmasıdır.