Matematika · Glosarium

Apa itu Persekitaran, himpunan terbuka?

Dikenal juga sebagai: persekitaran · himpunan terbuka

Definisi 12.1 Matematika Universitas — Tahun 1 · Bab 12 — Topologi Garis Real

Sebuah himpunan VRV \subseteq \R disebut persekitaran xRx \in \R bila ia memuat selang (xr,x+r)\intoo{x - r}{x + r} untuk suatu r>0r > 0. Sebuah himpunan URU \subseteq \R disebut terbuka bila ia merupakan persekitaran bagi setiap titiknya:

xU, r>0,(xr,x+r)U.\forall x \in U,\ \exists r > 0, \quad \intoo{x - r}{x + r} \subseteq U .

Contoh

Contoh 12.2

Selang terbuka bersifat terbuka: karena untuk x(a,b)x \in \intoo{a}{b}, ambillah r=min(xa,bx)>0r = \min(x - a,\, b - x) > 0. Setengah garis (a,+)\intoo{a}{+\infty} terbuka; adapun R\R dan \emptyset terbuka (yang terakhir secara hampa). Sedangkan [0,1]\intcc{0}{1} tidak terbuka: karena tak ada selang di sekitar 00 yang tinggal di dalamnya.

Contoh 12.4 (Mengesahkan keterbukaan dengan jari-jari yang eksplisit)

Apakah U={xR:x2>2}U = \{x \in \R : x^2 > 2\} terbuka? Ya, dan sertifikatnya dapat dituliskan: U=(,2)(2,+)U = \intoo{-\infty}{-\sqrt2} \cup \intoo{\sqrt2}{+\infty}, yaitu gabungan dua setengah garis yang terbuka, sehingga terbuka menurut Proposisi 12.3. Sebagai alternatifnya, berargumenlah titik demi titik: untuk xUx \in U dengan x>2x > \sqrt 2, ambillah r=x2>0r = x - \sqrt2 > 0: maka setiap y(xr,x+r)y \in \intoo{x - r}{x + r} memenuhi y>2y > \sqrt 2, sehingga y2>2y^2 > 2; simetris dengan itu di sebelah kirinya. Kedua gayanya penting — yang struktural (yaitu membangun dari himpunan terbuka yang dikenal lewat gabungan dan irisan hingga) lebih baik penskalaannya, sedangkan yang bergaya ε\varepsilon berjalan ketika tak ada struktur yang kasatmata; dan Bab 13 akan menambahkan yang ketiga, yang paling ampuh: bahwa UU merupakan prapeta dari (2,+)\intoo{2}{+\infty} yang terbuka di bawah xx2x \mapsto x^2 yang kontinu.

Contoh 12.8

Ruas [a,b]\intcc{a}{b}, setengah garis [a,+)\intco{a}{+\infty}, himpunan hingga, dan Z\Z (karena barisan bilangan bulat yang konvergen akhirnya konstan) bersifat tertutup. Sedangkan (0,1]\intoc{0}{1} tak terbuka (karena gagal di 11) dan tak tertutup (karena 1n0\frac 1n \to 0 \notin himpunannya): jadi kebanyakan himpunan terbukan keduanya. Adapun R\R dan \emptyset sekaligus terbuka dan tertutup — dan hanya keduanyalah himpunan bagian R\R yang demikian (Latihan 12.9).

Baca dalam konteks →