¿Existe una definición intuitiva de la bola abierta?

¿Existe una definición intuitiva de la bola abierta?

Todos los puntos estrictamente a menos de una cierta distancia de un punto dado.

Formalmente en matemática, dado un conjunto, [matemática] S [/ matemática], con una métrica (o distancia), [matemática] d [/ matemática], las bolas abiertas sobre un punto [matemática] x \ en S [ / math], son los conjuntos:

[matemáticas] \ quad \ {y \ en S \ mid d (x, y) <c \} [/ matemáticas]

para varias constantes [math] c \ in \ mathbb R [/ math].

Las bolas se llaman “abiertas” porque, dado cualquier punto en una bola abierta, puede encontrar una bola (más pequeña) alrededor del punto que está totalmente contenida en la bola original.

Las bolas abiertas de cualquier espacio métrico proporcionan una topología natural para el espacio.

El espacio físico con nuestra definición habitual de distancia en línea recta es un espacio métrico en el que una pelota de tenis (sin su límite) es de hecho una pelota abierta; con su límite (probablemente necesario para un juego de tenis) sería una pelota cerrada.

El marco viene dado por la existencia de una función llamada “distancia”, que le brinda un entorno llamado “espacio métrico”. Sobre un conjunto X tienes una función d (x, y) que te da la distancia entre x e y (con algunas propiedades). Una bola abierta es el conjunto {x en X | d (x, x0)

La forma de la pelota depende de la forma en que mides las distancias:

sobre R con | xy | la bola abierta es solo un segmento abierto

sobre R ^ 2 con sqrt ((x1-x2) ^ 2 + (y1-y2) ^ 2) (distancia euclidiana) la bola abierta es el interior de un círculo, sin el círculo.

sobre R ^ 2 con | x1-x2 | + | y1-y2 | (distancia en taxi) la bola abierta es un rectángulo

Un conjunto está abierto si no incluye puntos en su límite. Un conjunto está cerrado si incluye su límite. (Hablando libremente) Un punto está en el límite si hay puntos vecinos que están en el conjunto y también algunos que no están en el conjunto. ¿Cómo podemos definir un barrio así? Cualquier distancia arbitraria distinta de cero alrededor del punto en cuestión. En otras palabras, una pelota, disco, etc.

Piense en un disco en el plano, pero sin el límite. Es una pelota (la parte de ‘pelota’ de ‘pelota abierta’). Para la parte abierta, piense así: donde quiera que esté en la pelota, puede moverse libremente en cualquier dirección. Mientras que si estuviera en el límite de la pelota, no podría moverse libremente en ninguna dirección y permanecer dentro de la pelota. Es como un patio abierto, en el que puedes moverte libremente en él.