logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wyższe » zadanie

Topologia, zadanie nr 1598

ostatnie wiadomości  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwiązanie

cukierek123
postów: 15
2013-10-19 21:01:20

Niech d1,d2 metryka na X. sprawdić czy d jest metryką

1) Alfad1+betad2, alfa i beta należa do R+
d(x,y)=alfad1(x,y)+betad2(x,y)

2) d=max{d1,d2}
d=min{d1,d2}

3)d=d1/1+d1

4) d=min{1,d1}

5) d=max{1,d1}

6) d= pierwiastek z d1
d=d1^2->d(x,y)= [d1(x,y)]^2


tumor
postów: 8070
2013-10-20 08:43:37

PROSZĘ, postaraj się zadania zapisać CZYTELNIE.
$d_1,d_2$ - metryki

1)$\alpha,\beta \in R^+$
$d(x,y)=\alpha d_1(x,y) +\beta d_2(x,y)$

Sprawdzamy trzy warunki.
a) $d(x,y)=0 \iff x=y$

Mamy $d(x,y)=0 \iff \alpha d_1(x,y) +\beta d_2(x,y)=0 \iff \alpha d_1(x,y)=0 \wedge \beta d_2(x,y)=0 \iff d_1(x,y)=0 \wedge d_2(x,y)=0 \iff x=y$
czyli warunek spełniony

b) $d(x,y)=d(y,x)$

Mamy $d(x,y)=\alpha d_1(x,y) +\beta d_2(x,y)=\alpha d_1(y,x) +\beta d_2(y,x)=d(y,x)$, czyli spełniony

c) $d(x,y)\le d(x,z)+d(z,y)$

Mamy $d(x,y)=\alpha d_1(x,y) +\beta d_2(x,y) \le
\alpha (d_1(x,z)+d_1(z,y)) + \beta(d_2(x,z)+d_2(z,y))=d(x,z)+d(z,y)$ czyli spełniony.

Prawdopodobnie problem masz nie tyle z topologią, ile z czytaniem ze zrozumieniem.


tumor
postów: 8070
2013-10-20 09:05:39

2) Rozwiązujemy dokładnie identycznie jak przykład wyżej.

$d(x,y)=max(d_1(x,y),d_2(x,y))$

a) $d(x,y)=0 \iff max(d_1(x,y),d_2(x,y))=0 \iff d_1(x,y)=d_2(x,y)=0 \iff x=y$

b) $d(x,y)=max(d_1(x,y),d_2(x,y))=max(d_1(y,x),d_2(y,x))=d(y,x)$

c) $d(x,y)=max(d_1(x,y),d_2(x,y)) \le max(d_1(x,z)+d_1(z,y),d_2(x,z)+d_2(z,y))\le max(d_1(x,z),d_2(x,z))+max(d_1(z,y),d_2(z,y))=d(x,z)+d(z,y)$

i to samo z minimum z drobnymi różnicami

a) $d(x,y)=0 \iff min(d_1(x,y),d_2(x,y))=0 \iff d_1(x,y)=0 \vee d_2(x,y)=0 \iff x=y$

b) jak wyżej

c) wreszcie coś ciekawego.
Tu trzeba sięgnąć myślą dalej, bo NIEKONIECZNIE
$min(d_1(x,z)+d_1(z,y),d_2(x,z)+d_2(z,y))\le min(d_1(x,z),d_2(x,z))+min(d_1(z,y),d_2(z,y))$

na przykład gdy $d_1(x,y)=d_2(x,y)=d_1(x,z)=d_2(z,y)=3$ i $d_1(z,y)=d_2(x,z)=1$.

Wówczas $d(x,y)=3$, jednak $d(x,z)+d(z,y)=2$


tumor
postów: 8070
2013-10-20 09:27:05

3)
$d(x,y)=\frac{d_1(x,y)}{1+d_1(x,y)}$

a)$d(x,y)=0 \iff d_1(x,y)=0 \iff x=y$

b) $d(x,y)=\frac{d_1(x,y)}{1+d_1(x,y)}=\frac{d_1(y,x)}{1+d_1(y,x)}=d(y,x)$

c) Tu dla uproszczenia zapisu zauważymy sobie coś na literkach. Niech $a,b,c\ge 0$ i niech $c\le a+b$

Mamy $\frac{c}{1+c}\le \frac{a+b}{1+a+b}$ (łatwo się o tym przekonać mnożąc obie strony przez mianowniki)
Mamy także $\frac{a+b}{1+a+b}\le \frac{a}{1+a}+\frac{b}{1+b}$
(bowiem $\frac{a}{1+a+b}\le \frac{a}{1+a}$ i $\frac{b}{1+a+b}\le \frac{b}{1+b}$ ).

Podstawiając $c=d_1(x,y), a=d_1(x,z), b=d_1(z,y) $ otrzymujemy $
d(x,y)=\frac{c}{1+c}\le \frac{a+b}{1+a+b}\le \frac{a}{1+a}+\frac{b}{1+b}=d(x,z)+d(z,y)$
(Podstawienie nie jest konieczne, ale bez niego rachunki są mniej czytelne)


tumor
postów: 8070
2013-10-20 09:41:59

4) $d(x,y)=min(1,d_1(x,y))$

a)$d(x,y)=0 \iff d_1(x,y)=0 \iff x=y$

b) $d(x,y)=min(1,d_1(x,y))=min(1,d_1(y,x))=d(y,x)$

c) jeśli $min(1,d_1(x,y))=d_1(x,y)$, to także
$d_1(x,y) \le min(2,1+d_1(x,z),1+d_1(z,y),d_1(x,z)+d_1(z,y)) \le min(1,d_1(x,z))+min(1,d_1(z,y))$, podobnie, jeśli
$min(1,d_1(x,y))=1$, to $1\le min(2,1+d_1(x,z),1+d_1(z,y),d_1(x,z)+d_1(z,y)) \le min(1,d_1(x,z))+min(1,d_1(z,y))$


tumor
postów: 8070
2013-10-20 09:44:31

5) coś szybkiego.

a) d(x,x)=1, nie jest metryką.


tumor
postów: 8070
2013-10-20 10:14:14

6) $d(x,y)=\sqrt{d_1(x,y)}$

a) $d(x,y)=0 \iff \sqrt{d_1(x,y)}=0 \iff d_1(x,y)=0 \iff x=y$

b) $d(x,y)=\sqrt{d_1(x,y)}=\sqrt{d_1(y,x)}=d(y,x)$

c) dla $a,b\ge 0$ mamy
$\sqrt{a+b}\le \sqrt{a}+\sqrt{b}$ (widać, gdy podniesiemy stronami do kwadratu),
podstawmy $a=d_1(x,z), b=d_1(z,y)$, wtedy
$d(x,y)=\sqrt{d_1(x,y)}\le \sqrt{a+b}\le \sqrt{a}+\sqrt{b} = d(x,z)+d(z,y)$




----

podobnie dla $d(x,y)=[d_1(x,y)]^2$

a) $d(x,y)=0 \iff [d_1(x,y)]^2=0 \iff d_1(x,y)=0 \iff x=y$

b) $d(x,y)=[d_1(x,y)]^2=[d_1(y,x)]^2=d(y,x)$

c) Jednakże dla $a,b>0$ mamy $(a+b)^2>a^2+b^2$ i stąd na przykład
$d_1(x,y)=3, d_1(x,z)=d_1(z,y)=2$
ale $d(x,y)=9>8=d(x,z)+d(z,y)$



strony: 1

Prawo do pisania przysługuje tylko zalogowanym użytkownikom. Zaloguj się lub zarejestruj





© 2019 Mariusz Śliwiński      o serwisie | kontakt   drukuj