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Set de conexión de los límites de un plano convexo

Deje $S$ ser un conjunto convexo cerrado de $\mathbb{R}^2.$ supongamos que $S$ NO es una tira (que tiene un límite y con dos de los componentes conectados.) Cómo puedo probar que $\partial S$ está conectado ? Parece bastante evidente en una imagen, sino que la completa prueba formal es muy difícil para mí.

Gracias por la ayuda.

Editar sólo he encontrado este artículo donde la prueba es dada en $\mathbb{R}^3$. Creo que puede ser adaptado en $\mathbb{R}^2$. Sin embargo todavía estoy abierto para fácil argumentos de avión de conjuntos convexos.

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studiosus Puntos 19728

Aquí es una secuencia de los lemas principales de la prueba. Déjame saber cual de estos lemas usted no puede probar.

El reclamo es claro si $S$ ha vacío interior (en este caso, $S=\partial S$). Por lo tanto, asumir que $int(S)\ne \emptyset$. Elegir un punto de $o\in int(S)$, y un pequeño círculo de $C$ centrada en $o$ y el contenido en $S$. Voy a identificar a $o$ con el origen en $R^2$. Deje $p: \partial S\to C$ ser el radial de proyección.

Lema 1. $p$ es un homeomorphism a su imagen. (Sugerencia: Muestre primero que $p$ es continua e inyectiva; a continuación, utilice el hecho de que $\partial S$ $C$ 1-dimensiones de los colectores.)

Corolario 1. Si la imagen de $p$ está conectado, por lo que es $\partial S$.

Lema 2. Si $I:=p(\partial S)$ se desconecta y $a, b\in C\setminus I$ son los puntos de separación de la imagen, a continuación, $a, b$ son antipodal en $C$ (centralmente simétricas respecto $o$), $a=-b$.

Corolario 2. Si $I$ se desconecta, a continuación,$I= C \setminus \{a, -a\}$.

En esta situación, vamos a $L$ denotar el lineal lapso de $\{a\}$, es decir, la línea a través de $a, -a$.

Lema 3. Si $I$ se desconecta, a continuación, $S$ es un paralelo de la tira, paralela a la línea de $L$. (Sugerencia: Utilizar el hecho de que $L\subset S$, muestran que con cada punto de $x\in S$, la $S$ contiene la línea de $L_x$ paralelo a $L$.)

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