打字猴:1.701041783e+09
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1701041788 这里给出f(x)的两个定义式,如果∀r,则用第一式;如果∀r,x∈Ur,则用第二式;余下的情形,两式的值是相等的.因为A⊂Ur,∀r∈QI,所以f在A上各点的值都为0;类似地,f在B上各点取值1.现在只剩下f连续性的验证了,为此只用说明对任何开区间(a,b),f-1(a,b)是X的开集,即它的每一点都是内点.
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1701041791 根据f的定义,∀r∈QI,(a)若x∈Ur,则f(x)≤r;(b)若x则f(x)≥r.从f的定义还可看出,0≤f(x)≤1,∀x∈X.
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1701041793 设x∈f-1(a,b),即a<f(x)<b.要证x有开邻域包含在f-1(a,b)中.
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1701041800 如果f(x)≠0,1,则可取r,r′,r″∈QI,使得a<r′<r″<f(x)<r<b.由(a)知,从而由(b)知,x∈Ur,因此是x的开邻域.(a)与(b)说明a<r′≤f(y)≤r<b,因此
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1701041802 如果f(x)=0,则a<0,取r<b,则x∈Ur⊂f-1(a,b).
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1701041805 如果f(x)=1,则b>1,取a<r′<r″,则
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1701041809 显然,当对于A,B有定理中所说的连续函数时,A,B有不相交的邻域.因此Урьысон引理的结论是T4公理的等价条件.
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1701041811 2.2 Tietze扩张定理
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1701041813 分析学中有连续延拓定理②:定义在E1的某个闭集上的有界连续函数可延拓为定义在E1上的连续函数.利用Урьысон引理,可以推广这个定理为Tietze扩张定理.
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1701041815 定理2.3(Tietze扩张定理) 如果X满足T4公理,则定义在X的闭子集F上的连续函数可连续地扩张到X上.
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1701041817 证明 我们分两步证明:先对有界连续函数证明,然后推广到一般连续函数.
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1701041819 (1)设f:F→E1连续,且f(F)⊂[-1,1].记A=f-1([-1,-1/3]),B=f-1([1/3,1]),则A,B是F的不相交闭子集.因为F是X的闭集,所以A,B也是X的闭集.用Урьысон引理,可作X上连续函数φ1,使得φ1(X)⊂[-1/3,1/3],并且φ1在A和B上分别取值-1/3和1/3.令f1=f-φ1:F→E1,则f1(F)⊂[-2/3,2/3].用f1替代F,重复以上过程,构造出X上连续函数φ2,使得φ2(X)⊂[-2/9,2/9],F上的连续函数f2=f1-φ2=f-φ1-φ2满足f2(F)⊂[-4/9,4/9].不断重复以上做法,归纳地作出X上的连续函数序列{φn},使得
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1701041822 (i)
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1701041825 (ii)
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1701041831 根据(i),函数有意义,连续,并且根据(ii),∀x∈F,即是f的扩张.
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