距離空間のあいだの連続写像とコンパクト性・連結性:トピック一覧  

 ・定理:連続写像のコンパクト不変性/コンパクト空間上の連続写像の一様連続性 
 
・定理:連続写像の連結不変性   

 ※距離空間の間の写像の諸概念:写像の定義/極限の定義/連続性の定義/
 ※
距離空間のあいだの連続写像の性質の具体例:1変数連続関数の性質/ 2変数連続関数の性質/ n変数連続関数の性質/
                       実数値連続関数一般の性質/ベクトル値連続関数の性質 
 ※距離空間のあいだの連続写像の性質の一般化:位相空間のあいだの写像
 
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定理:距離空間のあいだの連続写像のコンパクト不変性

要旨

コンパクト空間を連続写像によって写した像はコンパクト。

設定

この定理は、以下の手順で設定された舞台の上で成り立つ。
Step1:2つの集合を用意する(集合ならなんでもよい)。
      ・
集合X
      ・集合Y
Step
2:「集合X」から「集合Y」への写像 f を用意。
    つまり、「
f:X→Y 」 
Step3:集合Xに距離dX を定めて、
    集合
X上に距離空間( X , dX )を設定。
Step4:集合Yに距離dY を定めて、
    集合
Y上に距離空間( Y , dY )を設定。

[具体例]1変数関数/2変数関数/ n変数関数/実数値関数/ベクトル値関数
[一般化]位相空間のあいだの写像のケース

[文献]
矢野『
距離空間と位相構造』定理4.7(p.131)
ルディン『現代解析学』4.14(p.87)距離空間一般上。
斉藤『
数学の基礎:集合・数・位相』3.4.19 (p.90):ベクトル値関数で;5.2.10 (p.144):位相空間間の写像で;

定理

命題P「写像『f:X→Y』がX上連続」
かつ
命題
Q「Xがコンパクト」
ならば、
命題
R「写像『f:X→Y』によるXの像 f (X) はコンパクト」

 
     

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コンパクト距離空間上の連続写像は一様連続

     

舞台設定

この定理は、以下の手順で設定された舞台の上で成り立つ。
Step1:2つの集合を用意する(集合ならなんでもよい)。
      ・
集合X
      ・集合Y
Step
2:「集合X」から「集合Y」への写像 f を用意。
    つまり、「
f:X→Y 」 
Step3:集合Xに距離dX を定めて、
    集合
X上に距離空間( X , dX )を設定。
Step4:集合Yに距離dY を定めて、
    集合
Y上に距離空間( Y , dY )を設定。

[具体例]
・
1変数関数/2変数関数/ n変数関数/実数値関数/ベクトル値関数

[文献]
矢野『
距離空間と位相構造』定理4.6(p.131)
松坂『集合・位相入門』6章§3-A定理6(p.254)
神谷浦井『経済学のための数学入門』定理4.6.6(p.159)。
ルディン『
現代解析学』4.19(p.88):証明付。
斉藤『
数学の基礎:集合・数・位相』5.4.2 (p.168);

定理

命題P「写像『f:X→Y』がX上連続」
かつ
命題
Q「Xがコンパクト」
ならば、
命題
R「写像『f:X→Y』がX上一様連続」

 
     

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定理:距離空間のあいだの連続写像の連結不変性

要旨

連結な距離空間を連続写像によって写した像は連結。

設定

この定理は、以下の手順で設定された舞台の上で成り立つ。
Step1:2つの集合を用意する(集合ならなんでもよい)。
      ・
集合X
      ・集合Y
Step
2:「集合X」から「集合Y」への写像 f を用意。
    つまり、「
f:X→Y 」 
Step3:集合Xに距離dX を定めて、
    集合
X上に距離空間( X , dX )を設定。
Step4:集合Yに距離dY を定めて、
    集合
Y上に距離空間( Y , dY )を設定。

[具体例]
1変数関数の中間値定理/2変数関数の中間値定理/ n変数関数の中間値定理/ベクトル値関数の連結不変性 
[一般化]位相空間のあいだの写像のケース

[文献]
ルディン『
現代解析学』4.22(p.91):証明付。
矢野『
距離空間と位相構造』定理5.5(p.168):位相空間間の写像で。
松坂『
集合・位相入門』5章§1定理1(p.196):位相空間間の写像で。
斉藤『
数学の基礎:集合・数・位相』5.3.4 (p.161):位相空間間の写像で;

定理

命題P「写像『f:X→Y』がX上連続」
かつ
命題
Q「Xが連結」
ならば、
命題
R「写像『f:X→Y』によるXの像 f (X) は連結」

     

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