100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten 4.2 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

METRIC SPACES EXAM QUESTIONS AND CORRECT ANSWERS

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
21
Cijfer
A+
Geüpload op
23-11-2024
Geschreven in
2024/2025

METRIC SPACES EXAM QUESTIONS AND CORRECT ANSWERS...

Instelling
METRIC SPACES
Vak
METRIC SPACES










Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Geschreven voor

Instelling
METRIC SPACES
Vak
METRIC SPACES

Documentinformatie

Geüpload op
23 november 2024
Aantal pagina's
21
Geschreven in
2024/2025
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

Voorbeeld van de inhoud

METRIC SPACES EXAM QUESTIONS
AND CORRECT ANSWERS
Axiom of Choice - ANSWER Given a sequence of non-empty subsets S₁, S₂,
... of a set X, ∃ a sequence (xₙ) s.t. xₙ ∈ Sₙ ∀ n.

DEFN: A distance function's 3 properties - ANSWER (i) Positivity: d(x,y) ≥ 0,
and d(x,y) = 0 iff x = y
(ii) Symmetry: d(x,y) = d(y,x)
(iii) △ inequality: d(x,y) ≤ d(x,z) + d(y,z) (in other words, the distance between
two points via a third point is always at least the distance between just the two
points).

A metric space is a set and a distance function together.

Examples: d₁, d₂, d_∞, discrete metric - ANSWER d₁ (v,w) = Σ |v_i - w_i|
d₂ (v,w) = √[Σ (v_i - w_i)²]
d_∞ (v,w) = sup |v_i - w_i|

Referred to as l_# distances or norms.

Discrete metric: d(x,y) = 1 if x ≠ y

2-adic metric, ultrametric property - ANSWER Using the integers, d(x,y) =
2^(-m), where 2^m is the largest power of 2 dividing x-y.

Ultrametric property: d(x,z) ≤ max(d(x,y), d(y,z))

DEFN: Norm - ANSWER Let V be a v.s. over reals. ‖.‖ : V → [0, ∞) is a norm
if all of the following hold (x, y ∈ V):
‖x‖ = 0 iff x = 0
‖λx‖ = |λ|‖x‖ for all a in R
‖x + y‖ ≤ ‖x‖ + ‖y‖

A norm can form a metric with d(x,y) := ‖x - y‖ given x, y ∈ V

,"Normed space" a v.s. with a norm.

Properties of Metrics from Norms - ANSWER Translation Invariance, i.e.
d(x+z, y+z) = d(x, y)
Scalar Invariance, i.e. d(λx, λy) = |λ|d(x,y)

DEFN: Subspace - ANSWER Sps (X, d) is a m.s., let Y ⊆ X. Then the
restriction of d to Y × Y forms a metric for Y s.t. (Y, d|_Y×Y) is a m.s. Y is a
subspace.

Ex: Let X = Reals, Y can be any of [0,1], Q, Z.

DEFN: Product Space - ANSWER let x1, x2 ∈ X & y1, y2 ∈ Y.
d_X×Y ((x1, y1), (x2, y2)) = √(d_X (x1, x2)² + d_Y (y1, y2)²)

DEFN: Open and Closed Balls - ANSWER Open ball: B(a,r) = {x∈X : d(x, a)
< r}
Closed ball: B⁻(a,r) same thing but ≤.

Unit ball is B(0,1).

In the discrete metric, the open ball B(a, 1) is just a, the closed ball B⁻(a, 1) is
the entire space, since everything not a is exactly distance 1 from a.

B_Y (a, r) = Y ∩ B_X (a, r)

DEFN: Bounded, and its eqv defns. - ANSWER Let X be a m.s. and Y⊆X. Y
is bounded if Y is contained in some open ball.

EQVs:
Y is contained in some closed ball.
The set {d(y1, y2) : y1, y2 ∈ Y} is a bounded subset of Reals. (∆ ineq from
above)

From 3rd to 1st, sps d(y1, y2) ≤ K for all y1, y2 ∈ Y. If empty, bounded. O/W,
pick a in Y, then d(a, y) < K + 1 ∀ y ∈ Y, and so Y ⊆ B(a, K+1)

, DEFN: Limit, proof limits are unique - ANSWER Sps that (xₙ) is a sequence
of elements in a metric space (X, d). x∈X. Then xₙ → x or lim n→∞ xₙ = x if
for every ε>0, ∃N s.t. ∀ n≥N, d(xₙ, x) < ε.

Limits are unique. Sps a,b are both limits of xₙ. Let δ := d(a,b), and let ε = δ/2,
then d(xₙ, a), d(xₙ,b) < δ/2 for suff. large n, but δ = d(a,b) ≤ d(a, xₙ) + d(b,xₙ) < δ
by ∆ ineq. Contradiction.

DEFN: Continuity - ANSWER Let (X, d_X) and (Y, d_Y) be metric spaces. f :
X → Y is cts at a ∈ X if ∀ ε > 0, ∃ δ > 0 s.t. ∀ x ∈ X where d_X (a, x) < δ, d_Y
(f(x), f(a)) < ε.

f is continuous if it continuous at every a in X.

DEFN: Uniform Continuity - ANSWER f : X → Y is unif cts if for any ε > 0,
∃ δ > 0 s.t. ∀ x₁, x₂ ∈ X where d_X (x₁, x₂) < δ, d_Y (f(x₁), f(x₂)) < ε

LEMMA: Continuity written with Limits and proof - ANSWER f : X → Y. f is
cts at a iff for any sequence (xₙ) with xₙ → a, we have f(xₙ) → f(a)

pf: 1st, Sps f is cts at a. ∴∀ε>0, ∃δ>0 s.t ∀x∈X where d(x,a)<δ, d(f(x),f(a))<ε.
Now if (xₙ) is a seq with limit a, then ∃N s.t. d(a,xₙ)<δ ∀n≥N.
∴ d(f(a), f(xₙ))<ε, ∴ f(xₙ)→f(a)

2nd, Sps f not cts at a. ∴∃ ε>0 s.t. ∀ δ > 0 ∃ x ∈ X where d(x,a) < δ but d(f(x),
f(a)) ≥ ε.
Taking δ = 1/n, for each n ∃ xₙ ∈ X where d(xₙ,a) < 1/n but d(f(xₙ), f(a)) ≥ ε.
∴ xₙ → a but f(xₙ) does not limit to f(a).

LEMMA: Let f : V → W be a linear map between normed v.s. f is cts iff {‖f(x)‖
: ‖x‖ ≤ 1} is bounded. Proof - ANSWER (→) Sps f is cts, and so is cts at 0.
Taking ε = 1, ∃ δ > 0 s.t. d(f(x), 0) < 1 when ‖x‖ < δ. (f(0) = 0).
∴ ‖f(x)‖ ≤ 1 for ‖x‖ < δ.
Take ‖v‖ = 1, so ‖δv/2‖ < δ, and so ‖f(δv/2)‖ ≤ 1.
∴ ‖f(v)‖ ≤ 2/δ, and hence is bounded.

(←) Sps ‖f(v)‖ < M ∀ v s.t. ‖v‖ ≤ 1.
Let ε > 0 and set δ = ε/M.
€12,72
Krijg toegang tot het volledige document:

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten


Ook beschikbaar in voordeelbundel

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
luzlinkuz Chamberlain University
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
1428
Lid sinds
4 jaar
Aantal volgers
849
Documenten
27648
Laatst verkocht
7 uur geleden

3,7

303 beoordelingen

5
131
4
61
3
54
2
17
1
40

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via Bancontact, iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo eenvoudig kan het zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen