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Un límite para la distancia de Hausdorff

Dejemos que $(X,d)$ sea un espacio métrico compacto y $K(X)$ la clase de sus subconjuntos compactos. Recordemos que la distancia de Hausdorf entre $A,B\in K(X)$ viene dada por

$$ d_{H}(A,B):=\max\big\{ \sup_{x\in A}\inf_{y\in B}d(x,y) , \sup_{y\in A}\inf_{x\in B}d(x,y) \big\} .$$

Parece bastante "intuitivo" (en vista de la continuidad de las distancias), que si $\max\{d_{H}(A,A'),d_{H}(B,B')\}\leq \varepsilon$ para ciertos $\varepsilon>0$ y $A,A',B,B'\in K(X)$ entonces $|d_{H}(A,B)-d_{H}(A',B')|$ tiene que ser "pequeño". Formalmente, la cuestión es la siguiente: Existe una función continua $\theta: [0,\infty)\longrightarrow [0,\infty)$ con $\theta(t)=0$ si $r=0$ tal que

$$|d_{H}(A,B)-d_{H}(A',B')|\leq \theta (\varepsilon),$$

siempre que $\max\{d_{H}(A,A'),d_{H}(B,B')\}\leq \varepsilon$ ? ¿Podemos mostrar una expresión (explícita) para tal functino $\theta$ ?

Muchas gracias de antemano por sus comentarios y sugerencias.

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inked Puntos 608

Sí, esto funciona con $\theta(t)=2t$ .

Como la distancia de Hausdorff es una métrica (en subconjuntos compactos), la desigualdad del triángulo se cumple para $d_H$ . Sea $A,A',B,B'$ sean dados como subconjuntos compactos con $\max(d_H(A,A'),d_H(B,B'))\leq \varepsilon$ . Utilizando la desigualdad del triángulo tenemos $$ d_H(A,B) \leq d_H(A,A')+d_H(A',B')+d_H(B',B) \leq 2\varepsilon + d_H(A',B') $$ y $$ d_H(A',B') \leq d_H(A',A)+d_H(A,B)+d_H(B,B') \leq 2\varepsilon + d_H(A,B). $$

Esto implica $$ -2\varepsilon \leq d_H(A,B)-d_H(A',B') \leq 2\varepsilon $$ y por lo tanto $$ | d_H(A,B)-d_H(A',B') | \leq 2\varepsilon. $$

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