Σελίδα 1 από 1

IMC 2003/2/3

Δημοσιεύτηκε: Σάβ Νοέμ 17, 2012 10:46 am
από Demetres
Έστω A ένα κλειστό υποσύνολο του \mathbb{R}^n και έστω B το σύνολο όλων των σημείων b του \mathbb{R}^n για τα οποία υπάρχει ακριβώς ένα σημείο a_0 \in A ώστε \displaystyle{|a_0-b| = \inf_{a\in A}|a-b|. }

Να δειχθεί ότι το B είναι πυκνό στο \mathbb{R}^n.

Re: IMC 2003/2/3

Δημοσιεύτηκε: Σάβ Νοέμ 17, 2012 11:37 am
από Mihalis_Lambrou
Demetres έγραψε:Έστω A ένα κλειστό υποσύνολο του \mathbb{R}^n και έστω B το σύνολο όλων των σημείων b του \mathbb{R}^n για τα οποία υπάρχει ακριβώς ένα σημείο a_0 \in A ώστε \displaystyle{|a_0-b| = \inf_{a\in A}|a-b|. }

Να δειχθεί ότι το B είναι πυκνό στο \mathbb{R}^n.
Έστω c \in \mathbb R ^n. Αν c\in A τότε c\in B και τελειώσαμε. Αλλιώς υπάρχει ακολουθία a_n\in A με ||a_n-c|| \to  \inf_{a\in A}||a-c||. Επειδή η (a_n) είναι φραγμένη, από το \displaystyle{||c|| + \inf_{a\in A}||a-c||}, έχει συγκλίνουσα υπακολουθία. Αν a_0 το όριό της τότε a_0\in A λόγω κλειστότητας του A και ισχύει \displaystyle{ \inf_{a\in A}||a-c||= ||c-a_0||>0}. Τώρα, από τον ορισμό του infimum, η σφαίρα με κέντρο c και ακτίνα \displaystyle{||c-a_0||} δεν περιέχει κανένα στοιχείο του A. Εξετάζουμε τώρα την ακτίνα της σφαίρας που ενώνει το c με το a_0. Από την γεωμετρία της σφαίρας τα σημεία της ακτίνας έχουν μοναδικό πλησιέστερο σημείο από την επιφάνειά της το a_0\in A, δηλαδή ανήκουν στο B. Άρα πλησιάζουμε το c από στοιχεία του B (τα της ακτίνας), όσο κοντά θέλουμε.

Φιλικά,

Μιχάλης