Citat:
Ursprungligen postat av
preben12
X är ett metriskt rum med metrik d och A⊂X är icke-tom och kompakt. Definerar avståndet från en punkt x∈X till mängden A som f(x) = d(x,A)= inf{d(x,a)|a∈A}. Detta är en kontinuerlig funktion, men hur visar jag det enklast? Försökt med δ,ε-definition för kontiniutet men får inte ihop det alls.
X är ett metriskt rum med metriken
d, alltså är
d en kontinuerlig funktion. För att visa att även f(x) är en kontinuerlig funktion, notera att A är en kompakt mängd. Eftersom A är kompakt gäller det för varje
x ∈ X finns (minst) ett
a ∈ A s.a. d(x,a) = inf{d(x,a) | a ∈ A}. Låt nu
xᵢ vara en följd i X som uppfyller
xᵢ → x, i → ∞
Låt för varje
x ∈ X nu
a ∈ A vara punkten som uppfyller
d(x,a) = inf{d(x,a) | a ∈ A}
och på samma vis för varje
xᵢ i följden,
aᵢ vara punkten som uppfyller
d(xᵢ,aᵢ) = inf{d(xᵢ,aᵢ) | aᵢ ∈ A}
Studera nu differensen
f(xᵢ) - f(x) = d(xᵢ,A) - d(x,A) =
/ aᵢ resp. a är infimum och tillhör A
/ = d(xᵢ,aᵢ) - d(x,a) =
/ triangelolikheten för metriken d för d(xᵢ,aᵢ)
/ = d(xᵢ,a) + d(a,aᵢ) - d(x,a) = d(xᵢ,a) - d(x,a) + d(a,aᵢ) ≤ |d(xᵢ,a) - d(x,a)| + d(a,aᵢ) ≤
/ omvända triangelolikheten
/ ≤ d(xᵢ,x) + d(a,aᵢ) → 0, i → ∞
ty
d är en metrik och därför kontinuerlig.