Matematika A3a 2009/5. gyakorlat
Mozo (vitalap | szerkesztései) (→Topológia '''C'''-ben) |
Mozo (vitalap | szerkesztései) (→Folytonosság) |
||
45. sor: | 45. sor: | ||
:<math>\leq(|z_0|+1)|w-w_0|+(|w_0|+1)|z-z_0|</math> | :<math>\leq(|z_0|+1)|w-w_0|+(|w_0|+1)|z-z_0|</math> | ||
ami kisebb ε, ha max{|z-<math>z_0</math>|,|w-<math>w_0</math>|}<δ=min{ε/(|<math>z_0</math>|+1),ε/(|<math>w_0</math>|+1),1} | ami kisebb ε, ha max{|z-<math>z_0</math>|,|w-<math>w_0</math>|}<δ=min{ε/(|<math>z_0</math>|+1),ε/(|<math>w_0</math>|+1),1} | ||
+ | |||
+ | ===Kompaktifikáció=== | ||
+ | :<math>\overline{\mathbf{C}}=\mathbf{C}\cup\{\infty\}\,</math> | ||
+ | Kompaktá válik, a következp topológiával. A nyílt halmazok az '''R'''<sup>2</sup>-beli gömbök (körlapok) által meghatározott halmazok, hozzávéve a végtelen gömbi környezetei által meghatározott nyílt halmazokat. Az <math>\infty\in \overline{\mathbf{C}}</math> elem kipontozott gömbi környezetei: | ||
+ | :<math> | ||
+ | \dot{B}_{\delta}(\infty)=\{z\in \mathbf{C}\mid |z|>\frac{1}{\delta}\}</math> | ||
+ | |||
+ | Ekkor <math>\infty\in \overline{\mathbf{C}}</math> kompakt lesz. Legyen ugyanis Ω olyan nyílt halmazokból álló halmazrendszer, mely lefedi a lezártatt. Ekkor bármilyen δ-ra B<sub>δ</sub>(0) lezártja kompakt és így véges sokkal az Ω-ból lefedhető. Most vegyünk egy olyan U ∈ Ω-t, mely lefedi ∞-t. Van egy olyan B<sub>δ</sub>(∞) ⊆ környezet, mely feledi &infint;, a komplementert pedig már véges sok is lefedi. | ||
+ | |||
+ | ===Határérték=== | ||
+ | |||
+ | \lim\limits_{z\to i}\frac{}{} |
A lap 2009. október 15., 09:34-kori változata
Tartalomjegyzék |
Komplex számkör unicitása és reprezentációi
C, azaz a komplex számok teste kétdimenziós valós vektortér. C elemei reprezentálhatók az R2 síkon, a következő megfeleltetésekkel:
a vektortérműveletek pedig:
- vektorösszeadás (a, b, c, d ∈ R)
- valós számmal való szorzás (λ, a, b ∈ R)
A komplex számok körét a komplex szorzás tulajdonságai egyértelműsítik. C nem csak kétdimenziós valós vektortér, de a szorzással algebra is, sőt C az egyetlen kétdimenziós kommutatív, nullosztómentes valós algebra -- izomorfizmus erejéig. Sok megjelenési formája lehet a komplex számoknak, de bármely két reprezentáció olyan, hogy található olyan kölcsönösen egyértelmű leképezés köztük, mely lineáris és megtartja a szorzást is (azaz algebra izomorfizmus).
A nullosztómentesség és a kommutativitás jellemzően a mátrixalgebrákban nemtriviális tulajdonság. A komplex számok olyan lineáris leképezéseknek felelnek meg, melyek mátrixa
A komplex számok szorzása itt a mátrixszorzás.
Ezek tényleg az R2 forgatva nyújtásai, csak át kell térnünk trigonometrikus alakra:
Topológia C-ben
C-ben, mint az R2 sík elemein tehát értelmezhetjük a gömbi környezeteket, mint az R2 sík pontjai körüli gömböket. Ezzel meg is kaptuk a C-beli nyílt halmazokat, azaz C topológiáját. A gömbök tehát a Gauss-számsík körlapjai:
ahol z ∈ C, r > 0 valós szám.
Világos, hogy akármilyen R2-beli norma szerinti gömböket is választhattunk volna a C gömbjeinek, mert R2-ben minden norma ugyanazt a topológiát származtatja. Mi a ||.||2-t, azaz az euklideszi normát emeltük ki a következő két hasznos tulajdonsága miatt:
az utóbbi azt is jelenti, hogy |.| nem csak normált algebrává teszi C-t, de ez egy abszolútérték is.
Folytonosság
A véges dimenziós valós lineáris leképezés így folytonos.
A szorzás
már nem lineáris, de még mindig folytonos:
ami kisebb ε, ha max{|z-z0|,|w-w0|}<δ=min{ε/(|z0|+1),ε/(|w0|+1),1}
Kompaktifikáció
Kompaktá válik, a következp topológiával. A nyílt halmazok az R2-beli gömbök (körlapok) által meghatározott halmazok, hozzávéve a végtelen gömbi környezetei által meghatározott nyílt halmazokat. Az elem kipontozott gömbi környezetei:
Ekkor kompakt lesz. Legyen ugyanis Ω olyan nyílt halmazokból álló halmazrendszer, mely lefedi a lezártatt. Ekkor bármilyen δ-ra Bδ(0) lezártja kompakt és így véges sokkal az Ω-ból lefedhető. Most vegyünk egy olyan U ∈ Ω-t, mely lefedi ∞-t. Van egy olyan Bδ(∞) ⊆ környezet, mely feledi &infint;, a komplementert pedig már véges sok is lefedi.
Határérték
\lim\limits_{z\to i}\frac{}{}