به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
0 امتیاز
323 بازدید
در دانشگاه توسط zaraj (3 امتیاز)
ویرایش شده توسط AmirHosein

نشان دهید فضای متریک $(X,d)$ ناهمبند است اگر و تنها اگر نگاشت پیوسته و پوشای $f\colon X\to\lbrace 0,1\rbrace$ وجود داشته باشد.

1 پاسخ

+1 امتیاز
توسط fardina (17,622 امتیاز)
انتخاب شده توسط AmirHosein
 
بهترین پاسخ

در ابتدا توجه کنید که هر متری روی مجموعه دو عضوی $\{0,1\}$ با متر گسسته معادل است. پس متر روی این مجموعه را متر گسسته در نظر می‌گیریم.

فرض کنید $X$ ناهمبند باشد. در اینصورت مجموعه‌ای ناتهی و سره از $X$ مثل $A$ موجود است که هم بسته است و هم باز. تابع $f(x)=\chi_A(x)=\begin{cases} 1 & x\in A\\ 0 & x\notin A \end{cases}$ از $X$ به $\{0,1\}$ پوشا (از زیرمجموعه سره بودن) و پیوسته است (چرا؟ کافی است تصویر زیرمجموعه‌های باز در $\{0,1\}$ را تحت این تابع پیدا کنید و ببینید که در $X$ باز است).

بر عکس فرض کنید تابعی پیوسته و پوشا مثل $f\colon X\to\lbrace 0,1\rbrace$ موجود باشد. در اینصورت $A=f^{-1}(\{0\})$ و $B=f^{-1}(\{1\})$ در $X$ ناتهی (از پوشا بودن) و بسته (از پیوستگی) هستند و $A\cap B=\emptyset$ پس تشکیل یک ناهمبندی برای $X$ می‌دهند.

یکی از اولین و بهترین وظایف معلم این نیست که به شاگردانش این احساس را القا کند که مسائل ریاضی ارتباط کمی با یکدیگر دارند و اصلا هیچ ارتباطی با چیزی دیگ ندارند. هنگامی که دوباره به راه حل مساله نگاه می کنیم از موقعیتی طبیعی برای تحقیق در مورد ارتباط های بین یک مساله برخوردار می شویم.
...