设f是拓扑空间(X τ)上的任意复函数 定义 φ(x V)=sup{|f(s)-f(t)|:s t∈V} V∈τ x∈V; φ(x)=inf{φ(x V):V∈τ)

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设f是拓扑空间(X,τ)上的任意复函数,定义

  φ(x,V)=sup{|f(s)-f(t)|:s,t∈V}, V∈τ,x∈V;

  φ(x)=inf{φ(x,V):V∈τ),x∈V.

  证明φ是上半连续的,并且f在点x连续当且仅当φ(x)=0.从而任何复函数连续点的集都是一个Gδ集.

热搜:什么是二分法?用二分法求f(x)=0的根,f要满足什么条件?

答案解析

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  • [证明]设α∈,Eα={x∈X:φ(x)<α}.y∈Eα,有φ(y)<α,取β∈使φ(y)<β<α.于是Vy∈τ,y∈Vy且φ(y,Vy)<β,从而s,t∈Vy,有|f(s)-f(t)|<β.下证VyEα.事实上,设x∈Vy,则有
       
       从而有φ(x)≤φ(x,Vy)≤β<α,即x∈Eα.故VyEα.由于
       
       即,故E为开集,因此φ是上半连续的.
       设f在点x连续,则ε>0,Vx为开集,使x∈Vx且s,t∈Vx有|f(s)-f(t)|<ε,于是φ(x,Vx)≤ε,φ(x)≤φ(x,Vx)≤ε,由ε的任意性得φ(x)=0.反之,设φ(x)=0,则ε>0,φ(x)<ε,从而Vx为开集,x∈Vx且φ(x,Vx)<ε,进一步有s,t∈Vx,|f(s)-f(t)|<ε.这表明f在点x连续.
       复函数f的连续点集G={x∈X:φ(x)=0}={x∈X:φ(x)<1/n),因φ上半连续,每个{x∈X:φ(x)<1/n}为开集,故G为Gδ集.