Umgebung eines Punktes

Begriffe

Bei den Begriffen taucht immer wieder die Menge U auf. Der Name dieser Menge ist abgeleitet von Umgebung. Er soll auf die Umgebung eines Punktes hinweisen. Der Buchstabe r ist ein Hinweis auf den Radius. Es handelt sich um dabei um ein dreidimensionales Gebilde in Form einer Kugel oder eines Balls.

 

Umgebung

Eine Menge U ist Umgebung eines Punktes x, wenn es ein Ball [image] (r>0) um x, der vollständig in U liegt [image].

 

Innerer Punkt

 

[image]

 

Randpunkt

Ein Punkt x ist Randpunkt einer Menge U, wenn in jeder Umgebung von x ein Punkt innerhalb und ein Punkt außerhalb von U liegt (Der Punkt x zählt dabei mit!).

 

[image]

 

Umgekehrt heißt der Punkt[image]Randpunkt (engl.: boundary point) der Menge

[image], falls für alle ε > 0

 

[image]und [image].

 

Die Menge aller Randpunkte heißt Rand und wird geschrieben als ∂M.

 

 

Offene Menge

enthält keinen seiner Randpunkte.


Abgeschlossene Menge

enthält alle seine Randpunkte.

 

Achtung: Für die Begriffe der Abgeschlossenheit kommt es wesentlich auf die Grundmenge an (sie definiert dir, welche Elemente existieren - Wenn zum Beispiel die Grundmenge ist, so musst du für die Aufgabe annehmen, dass es keine irrationalen Zahlen wie gibt).

 

[0,1) ist nicht offen bzgl. [image] aber offen bzgl. [0,∞).

 

[0,1) ist nicht abgeschlossen bzgl. [image] aber abgeschlossen bzgl. (−2,1).

 

Achtung 2: Es gibt Mengen die weder offen, noch abgeschlossen sind (Bsp.: die Menge [0,1) bzgl. [image]).

 

Es gibt Mengen, die gleichzeitig offen und abgeschlossen sind (Bsp.: die leere Menge ist in jeder Topologie offen und abgeschlossen).