一个关于定义域光滑不变量的问题
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我的提问:定理 22.3(定义域的光滑不变量)令$U \subset\mathbb{R}^n$为一个开子集,$S \subset\mathbb{R}^n$为一个任意子集,并且$f : U \rightarrow S$是一个微分同胚。那么$S$在$\mathbb{R}^n$中是开集。我无法理解为何集合$S$在$\mathbb{R}^n$中并不是自动开的。映射$f$是一个微分同胚,这意味着它在两个方向都是连续的,所以$S$是开的。回答:首先你所知道的是$U$中的开集$V$满足:$f(V)$在$S$中开,不是$f(V)$在$\mathbb{R}^n$中开。所以$f(U)=S$是在$S$中开。那个推断是说接着$f(U)=S$自动在$\mathbb R^n$中开,这是不一样的并且不是自动的。它需要证明。PS:这里说的是拓扑学中关于开集的一个重要盲点,即开集是相对的。尤其是考虑某个拓扑空间中的子集,要弄清楚究竟是在子集内开,还是在全空间内开。
为什么无限求和需要被有意义的?
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我的提问:例如单位分解(partition of unity)中的求和以及抽象代数中的多项式表达式。回答:拥有无限多项的求和(或者说更加正式的“级数”)需要一些额外的条件来保证他们“表现良好”("well behaved")。否则你可能得到像以下这样的悖论:$$\begin{align} &S = 1 + 1 + 1 + \dots \\ &\Rightarrow 2S = 2 + 2 + 2 + \dots \\ &\Rightarrow 2S = (1+1) + (1+1) + (1+1) + \dots \\ &\Rightarrow 2S = 1 + 1 + 1 + \dots \\ &\Rightarrow 2S=S \\ &\Rightarrow S = 0 \end{align}$$一般地,额外的条件包含,要求除了有限数量的项都为$0$(数学简称中的“几乎所有”)或者收敛条件来确保求和有一个极限值。本问题问于2020年1月22号,当时我在读高三,提问的水平非常差😅,跟Peter Scholze这种高中就懂谱序列的没得比🙃。
从数学分析到非阿基米德分析、拓扑学以及微分几何
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数分1-3学习总结😟:虽然我不喜欢数分,但是数分确实是不少数学分支的基础,诸如泛函分析、下学期即将学的ODE、PDE、微分几何等等,都需要数分的基础。因此,学好数分确实有必要,但是也没必要花过多的时间在里面。数分1中,我们首先学习了上确界和下确界,这两个概念在分析中非常重要。接着学习了实数域的阿基米德性,根据实数域的阿基米德性,我们可以加以推广,推广到一个ordered abelian group上面,接着我们有了阿基米德性质的乘法版本。同时,实数域的阿基米德性允许我们定义一个域上的阿基米德绝对值,而如果这个绝对值是非阿基米德的,那么就引出了所谓的非阿基米德分析。接着我们学习了极限,知道了如何用epsilon-delta语言描述极限,这里极限的定义借助于一个特定的度量,如果去掉这个度量我们还能定义一个极限吗?答案是可以,在一个拓扑空间中,我们可以借助邻域来定义极限,无需任何距离。数分2中,我们学习了级数,并得出结论,一个级数收敛的必要条件是系数构成的序列趋于0。然而在非阿基米德分析中,如果我们考虑非阿基米德绝对值,那么就能得出级数收敛的充要条件是系数构成零序列。数分3中,我们学了多元函 ...