1.4

Открытые, замкнутые и борелевские множества вещественных чисел

[11/0%]
LaTeX
Задача 1.27

Является ли множество рациональных чисел открытым или замкнутым?

?
Задача 1.28

Какие множества вещественных чисел являются одновременно открытыми и замкнутыми?

?
Задача 1.29

Найдите два множества AA и BB, такие что A∩B=∅A \cap B = \emptyset и Aˉ∩Bˉ≠∅\bar{A} \cap \bar{B} \neq \emptyset.

?
Задача 1.30

Точка xx называется предельной точкой множества EE, если она является точкой прикосновения множества E∼{x}E \sim \left\{ x\right\}.

?
(i)

Покажите, что множество E′E^{\prime } предельных точек множества EE замкнуто.

(ii)

Покажите, что Eˉ=E∪E′\bar{E} = E \cup E^{\prime }.

Задача 1.31

Точка xx называется изолированной точкой множества EE, если существует такое r>0r > 0, что (x−r,x+r)∩E={x}(x-r, x+r) \cap E = \left\{ x\right\}. Покажите, что если множество EE состоит из изолированных точек, то оно счётно.

?
Задача 1.32

Точка xx называется внутренней точкой множества EE, если существует такое r>0r > 0, что открытый интервал (x−r,x+rx-r, x+r) содержится в EE. Множество внутренних точек множества EE называется внутренностью множества EE и обозначается int EE. Покажите, что

?
(i)

EE открыто тогда и только тогда, когда E=int⁡EE = \operatorname {int} E.

(ii)

EE плотно тогда и только тогда, когда int⁡(R∼E)=∅\operatorname {int}(\mathbb {R} \sim E) = \emptyset.

Задача 1.33

Покажите, что теорема о вложенных множествах неверна, если F1F_{1} неограничено.

?
Задача 1.34

Покажите, что утверждение теоремы Гейне–Бореля равносильно аксиоме полноты для вещественных чисел. Покажите, что утверждение теоремы о вложенных множествах равносильно аксиоме полноты для вещественных чисел.

?
Задача 1.35

Покажите, что совокупность борелевских множеств является наименьшей σ\sigma-алгеброй, содержащей замкнутые множества.

?
Задача 1.36

Покажите, что совокупность борелевских множеств является наименьшей σ\sigma-алгеброй, содержащей интервалы вида [a,b)[a, b), где a<ba < b.

?
Задача 1.37

Покажите, что каждое открытое множество является множеством типа FσF_{\sigma }.

?