Was sind kompakte mengen?

Gefragt von: Frau Manja Kuhlmann B.Eng.  |  Letzte Aktualisierung: 30. Dezember 2021
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Kompaktheit ist ein zentraler Begriff der mathematischen Topologie, und zwar eine Eigenschaft, die einem topologischen Raum zukommt oder nicht. Sie wird in vielen mathematischen Aussagen vorausgesetzt – oft auch in abgeschwächter Form als Lindelöf-Eigenschaft oder Parakompaktheit.

Wie zeigt man dass eine Menge kompakt ist?

Wie beweist man, dass eine Menge kompakt ist? Um zu beweisen, dass eine Menge K kompakt ist, reicht es aus, einen der folgenden Aussagen zu beweisen: Jede offene Überdeckung ⋃i∈IOi von K (also alle Oi sind offen und K⊆⋃i∈IOi) besitzt eine endliche Teilüberdeckung (es gibt eine endliche Menge J⊆I mit K⊆⋃j∈JOj).

Wann ist eine Menge kompakt?

) ist genau dann kompakt, wenn sie beschränkt und abgeschlossen ist. Sie darf also keine Folge enthalten, die zwar konvergiert, deren Grenzwert jedoch nicht zu der Menge gehört. Auch Folgen, deren Wert „über alle Grenzen wächst“ (also keinen Grenzwert besitzen), dürfen nicht enthalten sein.

Sind kompakte Mengen endlich?

Ein diskreter Raum ist genau dann kompakt, wenn er endlich ist. ... Ein topologischer Raum ist genau dann kompakt, wenn jeder Filter auf dem Raum eine konvergente Verfeinerung besitzt. Ein topologischer Raum ist genau dann kompakt, wenn jeder Ultrafilter auf dem Raum konvergiert.

Wann ist ein metrischer Raum kompakt?

Ein metrischer Raum (X,d) heißt kompakt, wenn jede Folge in X eine konvergente Teilfolge besitzt. Eine Teilmenge K eines metrischen Raumes (X,d) heißt kompakt, wenn der metrische Teilraum (K,d) kompakt ist.

Grundbegriffe der Topologie: beschränkte und kompakte Mengen

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Wann ist ein Raum vollständig?

Definition. gilt. Ein metrischer Raum heißt nun vollständig, wenn in ihm jede Cauchy-Folge konvergiert. Zwar ist eine konvergente Folge stets eine Cauchy-Folge, aber die umgekehrte Richtung muss nicht notwendigerweise wahr sein.

Wann ist eine Menge offen?

Anschaulich ist eine Menge offen, wenn ihre Elemente nur von Elementen dieser Menge umgeben sind, mit anderen Worten, wenn kein Element der Menge auf ihrem Rand liegt. Die Komplementärmenge einer offenen Menge nennt man abgeschlossene Menge.

Wann ist eine Menge nicht beschränkt?

Beschränktheit bezüglich einer Ordnungsrelation

) bezeichnet. Eine Menge, die nicht beschränkt ist, heißt unbeschränkt.

Wann ist eine Menge zusammenhängend?

Ein Raum ist lokal zusammenhängend, falls es zu jeder Umgebung eines Punktes eine zusammenhängende kleinere Umgebung dieses Punktes gibt. Jeder Punkt besitzt dann eine Umgebungsbasis aus zusammenhängenden Mengen.

Sind abgeschlossene Mengen beschränkt?

Kompakte Mengen sind abgeschlossen und beschränkt. Dabei heißt eine Teilmenge K eines normierten Raums beschränkt, falls ein C ≥ 0 existiert mit ∥x∥ ≤ C für alle x ∈ K. ... (a) Abgeschlossene Teilmengen kompakter Mengen sind kompakt.

Ist ein halboffenes Intervall kompakt?

Verallgemeinerung. In der Topologie sind reelle Intervalle Beispiele für zusammenhängende Mengen, tatsächlich ist eine Teilmenge der reellen Zahlen sogar genau dann zusammenhängend, wenn sie ein Intervall ist. ... Halboffene Intervalle sind weder offen noch abgeschlossen. Abgeschlossene beschränkte Intervalle sind kompakt.

Was ist der Abschluss einer Menge?

Der Abschluss X ¯ einer Menge X ist die kleinste abgeschlossene Menge Y mit der Eigenschaft X ⊂ Y , d.h. X ¯ = ⋂ Y abgeschlossen Y ⊂ M mit X ⊂ Y und Y .

Ist kompakt ein Nomen?

Kompakt (Adjektiv) bzw. Kompaktheit (Substantiv, beide zu lateinisch compactus „zusammengepackt“) bezeichnet: ... Kompaktheit (Masse), Kompaktheit von Massen in der Astronomie.

Wie zeigt man Abgeschlossenheit?

Beweisverfahren für abgeschlossene Mengen

einer Grundmenge M abgeschlossen ist, reicht es aus, wenn du einen der folgenden Aussagen beweist (alle Aussagen sind äquivalent): M∖A ist eine offene Menge (bzgl. M). Beispielbeweis: Die Menge A=[−1,0) ist abgeschlossen in M=R− (bzgl.

Was heißt Abgeschlossenheit?

Abgeschlossenheit bedeutet im weitesten Sinn die bauliche Trennung zwischen Wohnungs- und Teileigentumseinheiten sowie die Grenze zwischen Gemeinschaftseigentum und Sondereigentum innerhalb der Wohnanlage und des Grundstücks.

Ist die leere Menge zusammenhängend?

Die leere Menge und eine einpunktige Menge sind zusammenhängend klar, da die leere Menge sich nicht in zwei Mengen teilen lässt und bei einer ein- punktigen Mengen keine zwei nichtleeren Mengen existieren. Sei X ein topologischer Raum und A ⊂ X zusammenhängend. ... Gilt A ⊂ B ⊂ ¯ A , dann ist auch B zusammenhängend.

Ist Q zusammenhängend?

Andere Intervalle in R (offene, halboffene, uneigentliche) sind natürlich mit denselben Ar- gumenten ebenfalls sowohl wegzusammenhängend als auch zusammenhängend. Q ={x ∈ Q : x < √2}∪{x ∈ Q : x > √2} ist Q auch nicht zusammenhängend.

Ist C einfach zusammenhängend?

Definition 2.7 (Einfach zusammenhängende Gebiete) Ein Gebiet U ⊆ C heißt einfach zusammenhängend wenn jede geschlossene, stückweise C1-Kurve in U frei homotop zu einer konstanten Kurve ist.

Wann ist eine Menge nach oben beschränkt?

eine Teilmenge N der mit der Ordnungsrelation „≤“ versehenen Menge M mit der Eigenschaft, daß N eine obere Schranke s hat. Dies ist genau dann der Fall, wenn es ein Element s ∈ M so gibt, daß n ≤ s für alle n ∈ N gilt.

Hat jede beschränkte Menge ein Supremum?

Jede nach oben beschränkte, nicht leere Teilmenge ∅ = M ⊆ R der reellen Zahlen besitzt ein Supremum.

Wie überprüft man ob Mengen beschränkt sind?

Formaler sagt man:
  1. Eine Funktion f:Df→Wf, x↦f(x) heißt nach unten beschränkt, wenn es eine Zahl s∈R gibt, sodass f(x)≥s für alle x∈D ist. s nennt man dann eine untere Schranke von f.
  2. Eine Funktion f:Df→Wf, x↦f(x) heißt nach oben beschränkt, wenn es eine Zahl s∈R gibt, sodass f(x)≤s für alle x∈D ist.

Wann ist eine Menge offen und abgeschlossen?

Eine Menge X ist offen genau dann wenn ihr Komplement X M c abgeschlossen ist. Eine Menge X ist abgeschlossen genau dann wenn ihr Komplement X M c offen ist. Example 2.9.21. Die Mengen M und ∅ sind sowohl offen als auch abgeschlossen.

Sind Einpunktige Mengen offen?

gilt. Die einpunktige Menge {0} ist eine abgeschlossene Teilmenge von R. In = R gilt. Offenbar ist R eine offene Menge.

Ist die Menge R offen?

Auch sein Komplement ist weder offen noch abgeschlossen. Allerdings können Mengen auch gleichzeitig offen und abgeschlossen sein. Das bekannteste Beispiel ist die Menge der Reellen Zahlen R und sein Komplement in R, die leere Menge ( ∅ ).

Wann ist ein Raum abgeschlossen?

Eine Teilmenge A ⊆ M A\subseteq M A⊆M eines metrischen Raums heißt abgeschlossen, wenn ihr Komplement M ∖ A = A c M\setminus A=A^c M∖A=Ac offen ist. ... Abgeschlossen und offen sind damit zueinander duale Begriffe.