Теорема Бэра о категориях с приложением к вещественному анализу
[6/83%]Покажите, что нигде не плотно в тогда и только тогда, когда его замыкание имеет пустую внутренность, .
Покажите, что любое конечное подмножество нигде не плотно в . Приведите примеры, показывающие, что счётное множество может быть нигде не плотным в , но что так бывает не всегда.
Пусть при и . Вычислите . Как это согласуется с тем, что вам известно о непрерывности этой функции?
Множества первой категории в некотором смысле «малы», тогда как множества второй категории «велики». Ещё одно обсуждавшееся нами понятие размера множества — «множество меры нуль»: «малые» множества имеют меру нуль, тогда как «большие» — нет. Существует ли связь между этими двумя способами описания размера множества? Ответ: нет. Покажите это, сделав следующее:
Опишите множество, которое является множеством первой категории, но не имеет меру нуль.
Опишите множество, которое имеет меру нуль, но не является множеством первой категории.
Докажите, что функция, определённая на формулой
непрерывна в каждой иррациональной точке и разрывна в каждой рациональной точке .
Цель этого упражнения — показать, что «большинство» непрерывных функций нигде не дифференцируемы. Пусть обозначает множество всех , для которых существует , удовлетворяющее
для каждого .
Покажите, что нигде не плотно в . Для этого приблизьте кусочно-линейной функцией , каждый кусок которой имеет наклон . Тогда, если достаточно мало, функция не может принадлежать .
Выведите из (a), что нигде не дифференцируемые функции образуют множество второй категории в .