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Mapa abierto que "casi fija" el límite de una bola abierta

Tenemos una función continua $f:\bar{B}\to\mathbb{R}^n$ , donde $\bar{B}=\{x\in\mathbb{R}^n:\|x\|\le 1\}$ , de tal manera que si $\|x\|=1$ entonces $\|f(x)-x\|<\epsilon$ para un fijo $\epsilon\in(0,1)$ . Tenemos que demostrar que $B(0,1-\epsilon)\subseteq f(\bar{B})$ .

Esto aparece como un lema en la obra de Rudin Análisis real y complejo . El autor afirma que es posible demostrarlo sin el teorema del punto fijo de Brouwer bajo la hipótesis adicional de que $f$ es Abrir .

Hasta ahora sólo he observado que el problema se reduce a mostrar que $f(\bar{B})\cap B(0,1-\epsilon)$ no está vacío. ¿Alguna idea?

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akaIDIOT Puntos 3713

Supongamos que $f(\bar{B})∩B(0,1−ϵ)$ está vacía. Como $f$ está abierto $f(B)$ está abierto. Desde $f$ es continua, $f(\bar{B})$ y el límite de $f(\bar{B})$ (que es igual al límite de su complemento) son conjuntos compactos. Como $0$ y $\infty$ están ambos en el complemento de $f(\bar{B})$ debe estar desconectado, lo cual es una contradicción.

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