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Vereinigung abgeschlossener Mengen

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Folgen und Reihen

Mengentheoretische Topologie

Tags: abgeschlossene Menge, Abschluss, Folgen, Mengenlehre, Mengentheoretische Topologie, Reihen, Vereinigungsmenge

 
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cheshirecat1801

cheshirecat1801 aktiv_icon

17:17 Uhr, 30.04.2011

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Hallo!

Ich möchte beweisen:

Der Abschluss von A vereinigt mit B= der Abschluss von A vereinigt mit dem Abschluss von B.

Hierzu beweise ich:

(1) Der Abschluss von (A vereinigt mit B) ist Teilmenge des (Abschlusses von A) vereinigt mit dem (Abschluss von B).

und:

(2) Der Abschluss von A vereinigt mit dem Abschluss von B ist Teilmenge vom Abschluss von A vereinigt mit B.

Der Abschluss von A ist eine Teilmenge vom Abschluss von (A vereinigt mit B) und der Abschluss von B ist eine Teilmenge vom Abschluss von (A vereinigt mit B). Daraus folgt die Behauptung (2)

Wie gehe ich nun (1) an? Ich dachte mir irgendwas mit: Es existiert eine Folge xn aus AUB, die gegen x im Abschluss von AUB konvergiert und es existiert eine Teilfolge an, die in A liegt und gegen a im Abschluss von A konvergiert ( oder gleiches für eine Folge bnB...)...

Damit komme ich allerdings überhaupt nicht weiter und ich sitze schon mehrere Tage davor! Kleine Tipps habe auch nicht zur Erleuchtung geführt. Bitte helft mir!!

Danke!
Liebe Grüße

Maria

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Sina86

Sina86

19:54 Uhr, 30.04.2011

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Hi,

darf ich fragen, in welchem Zusammenhang diese Aufgabe aufkommt? Geht es um Mengen im n oder in einem metrischen Raum, oder hast du gar "nur" eine Topologie gegeben? Wenn ja, muss man das dementsprechend bei der Betrachtung einer Folge berücksichtigen...

Nun, prinzipiell würde ich es mit einer Fallunterscheidung machen. Nimm ein xAB¯. Entweder ist xAB (dann ist es offensichtlich), oder x(AB). Dieser Fall ist schwieriger. Aber ich würde dann versuchen, eine Folge in int(AB)AB zu konstruieren, die gegen x konvergiert. Zu dieser Folge gibt es dann auf jeden Fall eine Teilfolge in A oder in B, die ebenfalls gegen x konvergiert. Und da A¯ und B¯ abgeschlossen sind, liegt dementsprechend x auch darin...

Aber auch die andere Richtung ist nicht ganz so einfach. Meiner Meinung nach ist nicht unbedingt sofort klar, warum A¯AB¯ gelten sollte... Auch hier solltest du dir eine entsprechende Begründung einfallen lassen.

Lieben Gruß
Sina
cheshirecat1801

cheshirecat1801 aktiv_icon

20:25 Uhr, 30.04.2011

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Es geht im Kapitel um die reellen Funktionen einer Veränderlichen.


a) Sei D eine Teilmenge von R. Ein Punkt c, der nicht notwendigerweise in D liegt, heißt Adhärenzpunkt von D, wenn es mindestens eine Folge an aus D gibt, die gegen c konvergiert.
b) Wir bezeichnen die Menge aller Adhärenzpunkte einer Menge D als(von mir Abschluss von D genannt, etwas unexakt wohl :( )abgeschlossene Hülle von D.

c) eine Teilmenge D heißt abgeschlossen, wenn sie alle ihre Adhärenzpunkte enthält, d.h., wenn D= abgeschlossene Hülle von D.


Dankeschön!
Maria

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Sina86

Sina86

20:41 Uhr, 30.04.2011

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Nun, es ist genauso üblich es Abschluss zu nennen, wie abgeschlossene Hülle, davon lassen wir uns nicht aufhalten :-)

Aber das macht das ganze ja relativ einfach. AB¯ ist also die Menge aller Adhärenzpunke von AB. D.h. für alle xAB¯ gibt es eine Folge (xn)n mit xnAB, die gegen x konvergiert. Du brauchst die Folge also gar nicht mehr konstruieren. Jetzt denk mal über die Teilfolgen einer solchen Folge nach.
cheshirecat1801

cheshirecat1801 aktiv_icon

20:58 Uhr, 30.04.2011

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Vielen lieben Dank!

Ich dachte mir, dass die Teilfolgen gegen dieselben Punkte wie xn konvergieren müssen, also eine Teilfolge an aus A oder eine Teilfolge bn aus B. ... aber anscheinend stimmt das nicht ... dass es irgendwas mit Folge und Teilfolge ist, das habe ich ja oben schon mit meiner Beweisidee gemeint und deswegen bin ich ja so verwirrt ;-) ich weiß eben nicht, was da mit den Teilfolgen passieren soll ... WAH!

lieben Gruß Maria


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Sina86

Sina86

21:13 Uhr, 30.04.2011

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Aber klar doch, wenn eine Folge gegen einen Punkt konvergiert, dann konvergiert auch jede Teilfolge gegen diesen Punkt. Ein zentraler Satz der Folgentheorie ;-)
cheshirecat1801

cheshirecat1801 aktiv_icon

21:23 Uhr, 30.04.2011

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Danke!

Also genügt als Beweis, dass eine Teilfolgen an aus A oder bn aus B gegen x konvergieren? Dann ist x Adhärenzpunkt von A vereinigt mit B und auch von A und auch von B.
Ist die Aussage dann schon bewiesen?
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Sina86

Sina86

22:08 Uhr, 30.04.2011

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Nun, x ist dann Adhärenzpunkt von A oder von B, aber nicht zwangsläufig in A oder in B. Und es ist dann nur die eine Richtung gezeigt AB¯A¯B¯, aber noch nicht die andere Richtung.
cheshirecat1801

cheshirecat1801 aktiv_icon

22:19 Uhr, 30.04.2011

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Danke!

Ich dachte:

Der Abschluss von A ist eine Teilmenge des Abschlusses von A und B und
der Abschluss von B ist eine Teilmenge des Abschlusses von A und B, also
ist der Abschluss von A vereinigt mit dem Abschluss von B eine Teilmenge vom Abschluss von der Vereinigung von A und B.

Dann:
Es existiert eine Folge xn aus AUB, die gegen x als Element des Abschlusses von AUB konvergiert. Es existiert eine Teilfolge von xnan aus A oder eine Teilfolge von xnbn aus B, welche auch gegen x konvergieren. Also ist x Adhärenzpunkt von A oder B. Damit ist der Abschluss von A vereinigt mit B eine Teilmenge vom Abschluss von A vereinigt mit dem Abschluss von B.

:(

Jetzt ... ?
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Sina86

Sina86

22:32 Uhr, 30.04.2011

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Nun, alles was hinter dem "dann" steht ist soweit richtig. Aber du musst noch zweigen, dass A¯AB¯ ist, bzw. dasselbe für die Menge B. Das ist nicht sofort klar. Natürlich stimmt die Aussage, aber die Aufgabe ist es, sie zu zeigen :-) Aber letztendlich setzt du einfach die Definitionen für die Adhärenzpunkte und abgeschlossenen Mengen ein und du hast den Beweis... Viel zu zeigen oder zu überlegen gibt es da nicht...
cheshirecat1801

cheshirecat1801 aktiv_icon

22:54 Uhr, 30.04.2011

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Danke!

Naja, dann gibt es eine Folge an aus A, die gegen a, welches Element vom Abschluss von A ist, konvergiert. Also ist an auch in der Vereinigung von A und B und konvergiert gegen a, welches auch Element vom Abschluss von A und B ist.

Also liegen alle a Element vom Abschluss von A im Abschluss der Vereinigung von A und B.

Analog dann der Beweis vom Abschluss von B als Teilmenge vom Abschluss der Vereinigung von A und B...

oder?
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Sina86

Sina86

23:41 Uhr, 30.04.2011

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Ja, genau so ist es :-)
Frage beantwortet
cheshirecat1801

cheshirecat1801 aktiv_icon

23:52 Uhr, 30.04.2011

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Vielen lieben Dank für die "Geburtshilfe" :-) Hat mir wirklich sehr geholfen!

Liebe Grüße
Maria