R ” арқылы белгілейді.
3)
[a,b] кесіндіде анықгалған барлық үзіліссіз функциялар жиыны, егер
арақашықтық
теңдігімен анықталса, метрикалық кеңістік түзеді.
t
Шынында да, 1° мен 2° -аксиомалардың орындалатын оңай тексеріледі, ал
3 0 - аксиоманы тексерелік. V/ е [а,Ь] үшін
о
1.
р(х,у) =
0
х = у
(тепе-тендік аксиомасы);
о
2 .
р( х, у
) =
р(у,х), Ух,у
g
М
(симметрия аксиомасы);
о
3 .
р(х,у)
+
р { у , z)
<
р(х,z
), Vx,
y , z e M
(үшбұрыштар аксиомасы)
p ( x , y ) = m a M l ) - y ( t ) \
(7)
< max
I x(t) - y(t) I = |[x(/) - z ( t ) ] + [ z ( t ) - y ( t )\ < |дс(0 - z(0| + |z(0 - Щ ^
<
m a x |4 0 - z(/)|
+
mgt|z(/) -
y(0 1
^ P(x>z) + Р(У’ z>-
15
Бұл теңсіздік \/t е [ а,Ь] үшін болғандықтан:
р(х , у ) = та х |х (/) - у (0 | < р(х , z ) + р ( у , z)
n
1
1
түрінде жазылады.
Демек 3° - аксиома да орындалады. Сонымен арақашықтық (7) өрнегімен
анықталғанда [а,Ь] кесіндідегі барлық үзіліссіз функциялар жиыны метрикалық
кеңістік түзеді; ол кеңістікті С[а,Ь] арқылы белгілейді.
4) [а,Ь\ сегментінде квадратымен интегралданатын, яғни
\\f{x)\2dx <
+ оо
теңсіздігін қанағаттандыратын функциялар жиынын қарастырайык. Ара-қашықты
Р(*,У) =
(
8
)
формуласымен анықтап, жоғарыдағы аксиомалардың орындалуын тексерейік.
Симметрия аксиомасының орынды екені анық. Ал тепе-тендік аксиомасы
р ( х , у ) = О Ф x(t) = y(t), V/
g
[a,b] үшін орындалған, яғни өлшемі нөл болатын
жиында ғана х(0 мен y(t) бір-біріне тең емес. Үшбүрыштар аксиомасы Коши-
Буняковский теңсіздігінен шығады:
( ь
\x(t)y(t)dt
< \ x 2( t ) d t \ y 2(t)dt.
(9)
Расында, егер (9) теңсіздігін u(t),v(t) үшін пайдалансақ, онда
I(w +
v ) 2dt < \u2dt + 2 \uvdt
+ j
v2dt <
J
u 2dt
+ J
v 2dt +
1
1
( Ь
\
\ i r d t
1
1
+ 2
ь
\ u 2d t
2
\ v 2d t
2
2
+
( Ь
\
v 2 d t
2
а
_ а
К "
у
Бұл өрнектің екі жағынан да квадраттық түбір алсақ {и = х - z, v = z - у ), онда
Һ
2
Һ
2
Һ
{( x - y y d t
_ а
<
-----
1
rs
j
7
7
1
и,
___
j
+
-----
1
77
1
N
'___
J
16
болады, яғни р { х , у ) + p ( y , z ) < p(x,z), демек, ұшбүрыштар аксиомасы орынды.
Арақашықтық (8) формуласымен анықталғанда [a,b] кесінді де квадратымен ин-
тегралданатын функциялар жиыны метрикалык ксңістік кұрады, оны L\a,b]
арқылы белгілейді.
Метрикалық кеңістіктің элементтерін кеңістіктің нүктелері деп айтады.
Рм(-Х’а ) <г (сойкес р м(х,а) < г ) теңсіздігін қанағаттандыратыи метрикалык М
кеңістігіндегі х нүктелері жиынын центрі а нүктесінде, радиусы г болатын шар
(тұйық шар) деп айтады да S(a,r) ( S ( a , r ) ) арқылы белгілейді.
М - кез келген метрикалық кецістік болсын. Егер осы кеңістіктен алынған
{
x
J
g
M тізбегі үшін р ( х п,х 0) —> 0, п —> оо, х() е М болса, онда {х,} тізбегін
х0 е М нүктесіне жинақталатын тізбек дейді. Егер {хп} е М тізбегі үшін V^ > 0
санына сойке N (s) саны табылып, барлык n ,m > N ( s ) үшін р ( х п,х т)< £ тең-
сіздігі орындалса, онда {xj тізбегі өзіне жинакты немесе іргелі тізбек деп аталады.
Теорема. Егер {хп} тізбегі
jc
0 е М нүктесінде жинақты болса, онда ол іргелі
тізбек болады.
Дәлелдеу. х()=1ітхпонда
> 0 үшін N(e) саны табылып, п> N (s) болғанда
w —>QO
Достарыңызбен бөлісу: |