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■23195 / inTopicNo.1)  極限のより一般的な定義は?
  
□投稿者/ ccna 一般人(1回)-(2007/03/25(Sun) 07:42:45)
    limf(x):=L
    x→a



    limf(x)
    x→+∞



    limf(x)
    x→-∞

    のより一般的な定義を知りたく思っております。

    2つの位相空間(X, T)、(Y, S) と map f;X→Y と
    L:={b∈Y;∀ε∈nbhd(b),∃δ∈nbhd(a) such that f(δ)⊂ε}(a∈X)に於いて、
    L≠φ の時、f(x)はLに収束するといい
    limf(x):=L
    x→a
    と表記する。

    L=φの時、f(x)は発散すると言う。
    と言うのが写像f(x)のxをaに近づけた時の極限値の定義だと思います(勘違いしてましたらご指摘ください)。

    そして、位相では+∞や-∞へ順序を導入しないと区別が無いので
    2つの位相空間(X, T)、(Y, S) と map f;X→Y と
    L:={b∈Y;∀ε∈nbhd(b,(Y,S)),∃δ∈nbhd(a,(X,T)) such that ε⊂f(δ)}
    (a∈X,nbhd(b,(Y,S)は位相空間(Y,S)に於けるbの近傍系)に於いて、
    L≠φ の時、f(x)はLに収束するといい
    limf(x):=L
    x→∞
    と表記する(∞は+∞や-∞の区別無し)。

    としか書けませんよね

    結局、

    limf(x)
    x→a



    limf(x)
    x→∞

    の2通りの極限の概念しかないのですよね。
    どうすれば

    limf(x)
    x→+∞



    limf(x)
    x→-∞

    も定義できるようになるのでしょうか?
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■23196 / inTopicNo.2)  Re[1]: 極限のより一般的な定義は?
□投稿者/ けにい 付き人(68回)-(2007/03/25(Sun) 17:54:20)
    位相空間で極限の概念が定義できたとは初耳でした。そもそも、距離
    空間から極限の概念を剥ぎ取ったものが位相空間だと思ってましたから。
    そこに、改めて極限を導入しようという試みはおもしろいですね。勉強
    になります。

    まず lim[x→a] f(x) の定義については、何となく受け入れても良さそう
    です。しかし、lim[x→∞] f(x) や lim[x→-∞] f(x) という記号について
    は意味不明です。位相空間 X に対して「∞」という対象物が何(どんな状態)
    を表すのかが不明だからです。また、a ∈ X に対して「-a」という意味も
    不明です。

    私自身、不勉強なため、もう少し詳しく解説していただけると幸いです。
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■23197 / inTopicNo.3)  Re[1]: 極限のより一般的な定義は?
□投稿者/ けにい 付き人(69回)-(2007/03/25(Sun) 18:14:34)
    2007/03/25(Sun) 18:19:17 編集(投稿者)

    すみません。きちんと lim[x→∞] f(x) の定義も書いてありましたね。
    納得です。しかし、相変わらず a ∈ X に対して -a というものの意味
    がわかりません。

    私が思うに、複素平面ですら ∞ への近づき方は、それこそ無限にあるのに、
    位相空間で ∞ への近づき方が ±∞ の二種類しかないということはないと
    思いますが。
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■23200 / inTopicNo.4)  Re[2]: 極限のより一般的な定義は?
□投稿者/ ccna 一般人(2回)-(2007/03/25(Sun) 18:46:07)
    ご回答有難うございます。

    > 納得です。しかし、相変わらず a ∈ X に対して
    > -a というものの意味がわかりません。
    位相では-aが定義できないのでただ∞のみ(「大きい・小さい」(順序集合)や「近い・遠い」(距離空間)と言う概念の代わりに位相では近傍が「含む・含まれる」)で述べているのですが、、
    (+∞や-∞とか言っても位相では+や-が何の意味か不明なので)
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■23207 / inTopicNo.5)  Re[1]: 極限のより一般的な定義は?
□投稿者/ けにい 付き人(70回)-(2007/03/25(Sun) 19:45:39)
    度々すみません。↓この定義はやはりおかしいのでは?

    >2つの位相空間(X, T)、(Y, S) と map f;X→Y と
    >L:={b∈Y;∀ε∈nbhd(b,(Y,S)),∃δ∈nbhd(a,(X,T)) such that ε⊂f(δ)}
    >(a∈X,nbhd(b,(Y,S)は位相空間(Y,S)に於けるbの近傍系)に於いて、
    >L≠φ の時、f(x)はLに収束するといい
    >limf(x):=L
    >x→∞
    >と表記する(∞は+∞や-∞の区別無し)。

    実数 R における lim[x→∞] f(x) = L の定義は

    ∀ε > 0, ∃ρ > 0; x ≧ ρ ⇒ |f(x) - L| < ε

    ですよね。それをかんがみると、位相空間の場合

    L:= { b ∈ Y: ∀ε ∈ nbhd(b, (Y,S)), ∃ρ ∈ T such that f(ρ^c) ⊂ ε }

    と定義するのが妥当ではないでしょうか?ここで ρ は X の開集合、
    ρ^c は ρ の補集合です。そもそも、定義中に関係のない a が出て
    くるのはおかしいような気がしたもので。
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■23724 / inTopicNo.6)  Re[2]: 極限のより一般的な定義は?
□投稿者/ ccna 一般人(3回)-(2007/04/06(Fri) 19:55:20)
    遅くなりましてすいません。
    大変参考にさせていただいております。以下のように定義してみました。

    『Bは位相空間(X*,T*)の部分集合Aの開被覆である』
    の定義は
    『T* の部分集合Bに於いて、A⊂∪[b∈B]b』

    『位相空間(X*,T*)の部分集合Aはコンパクトである』
    の定義は
    『X*
    の部分集合Aの任意の開被覆B(⊂T*)に対し、∃{b1,b2,…,bn}
    ⊂B (n∈N) such that A⊂∪[i=1 to n]bi』

    『位相空間(X*,T*)はコンパクト空間をなす』
    の定義は
    『位相空間(X*,T*)の部分集合X* はコンパクトである』

    『位相空間(X,T)が位相空間(X*,T*)の中で稠密である』
    の定義は
    『X⊂X* 且つ φ≠∀A∈T* に対して,A∩X≠φ』

    『位相空間(X*,T*)は位相空間(X,T)のコンパクト化である』
    の定義は
    『X* はコンパクト空間 且つ XはX* の中で稠密である』

    従って、『x→∞』の定義は『xをa∈X* に近づける』を意味す
    るので
    εとδを使わせてもらいますと、

    2つの位相空間 (X,T)、(Y,S) と map f: X → Y があり、位
    相空間(X*,T*)は(X,T)のコンパクト化である時、
    L:={b∈Y;∀ε∈nbhd(b,(Y,S)),∃δ∈nbhd(a,(X,T)) such that
    f(
    δ)⊂ε}(a∈X*)に於いて、
    L≠φ の時、f(x)はLに収束するといい
    lim f(x):=L
    x→a
    と表記し、
    L=φの時、f(x)は発散すると言う。

    例:実数体RではX*はR∪{+∞,-∞}に相当し、a∈{+∞,-∞}

    と定義してみたのですが、
    どんな位相空間(X,T)やコンパクト化(X*,T*)では良いという訳ではなく、
    夫々に何らかの条件を付け加えねばならないようです。
    うーん、難しいですね。
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