6 votos

Métrica del espacio de infinitas secuencias binarias

Deje $\Omega = \{0,1\}^{\mathbb{N}}$ ser el espacio de las infinitas secuencias binarias. Definir una métrica en $\Omega$ mediante el establecimiento $d(x,y) = 2^{-n(x,y)}$ donde $n(x,y)$ se define como el máximo de $n$ tal que $x_i = y_i$ todos los $i\le n$. Mostrar que $(\Omega, d)$ es un espacio métrico compacto.

He tratado de mostrar esta tomando abra las cubiertas de $\Omega$ y el hallazgo de un número finito de subcover, pero que no parece estar funcionando. ¿Cómo podía acercarse a este problema?

3voto

DiGi Puntos 1925

SUGERENCIA: Dar $\{0,1\}$ la topología discreta, y deje $\tau$ ser el producto resultante de la topología en $\Omega$; $\Omega$ es, sin duda compacto en esta topología, ya que es un producto de espacios compactos. Si $\tau_d$ es la topología generada por la métrica $d$, muestran que $\tau_d=\tau$.

Como alternativa, deje $\sigma=\langle x_n:n\in\Bbb N\rangle$ ser una secuencia en $\Omega$ donde $x_n=\langle x_n(k):k\in\Bbb N\rangle$, y muestran que la $\sigma$ tiene un convergentes larga. Para ello, tenga en cuenta primero que debe haber un $b_0\in\{0,1\}$ y un infinito $N_0\subseteq\Bbb N$ tal que $x_n(0)=b_0$ por cada $n\in N_0$. A continuación, debe haber una $b_1\in\{0,1\}$ y un infinito $N_1\subseteq N_0$ tal que $x_n(1)=b_1$ por cada $n\in N_1$. A seguir adelante.

1voto

Snowflow Puntos 31

Esto es suficiente para demostrar $\Omega$ es completo y totalmente acotado. Deje $\{x_i\}$ ser una secuencia de Cauchy en $\Omega$. Construir una secuencia $x\in \Omega$ como sigue. Para cada $n\in\mathbb{N}$, hay algunas más pequeño $K_n$ tal que para todo $i$, $j\ge K_n$, tenemos $d(x_i, x_j) < 1/2^n$. Esto implica que para todos los $i, j\ge K_n$, la primera $n$ bits de $x_i$ $x_j$ está de acuerdo. Establecer el $n$th bits de $x$ $n$th poco de $x_{K_n}$, $x_{K_n +1}$, $x_{K_n+2}$, etc. Ahora, tenga en cuenta que si $i > K_n$,$n(x_i, x) \ge n$$K_{n} \ge K_{n-1} \ge K_{n-2} \ge \cdots \ge K_1$. Así, por $i > K_n$, podemos ver que $d(x_i, x) < 1/2^n$. El envío de $n\to\infty$ muestra $x_i \to x$. Por lo tanto $\Omega$ es completa.

Ahora debemos mostrar $\Omega$ es totalmente acotado. Deje $\epsilon > 0$, y elija $n$ tal que $1/2^{n+1} < \epsilon \le 1/2^n$. Supongamos $\{a_1, a_2, \cdots, a_{2^n}\}$ es una enumeración de las $2^n$ finito secuencias binarias de longitud $n$. Anexar una infinidad de ceros (0) al final de cada una de las $a_i$, de modo que puedan ser consideradas como elementos en $\Omega$. Para cada $x\in \Omega$, $n$ bits deben estar de acuerdo con la primera $n$ bits de algunos $a_j$, lo $d(x, a_j) < \epsilon$ algunos $1\le j \le 2^n$. Por lo tanto, $$\Omega \subset N_{\epsilon} (a_1) \cup N_{\epsilon} (a_2) \cup \cdots \cup N_{\epsilon} (a_{2^n}) $$ As $\epsilon$ was arbitrary, it follows $\Omega$ es totalmente acotado.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X