練習1-17,Calculus on Manifolds

2009-02-02 9:01 am
" Construct a set A⊂[0,1]X[0,1]=S such that A contains at most one point on each horizontal and each vertical line but boundary(A) =S. "
"Hint: It suffices to ensure that A contains pointsin each quarter of the square S and also in each sixteenth, etc. "

我看不懂中譯本的答案。
"取[0,1]兩個有理數列{xn}和 {yn},使它們都是稠密的而且xi≠xj,yk≠yl,A={(xn, yn)} ,即適合要求。"

如中譯本的答案錯了,請給証明/反証明。
否,請解釋中譯本的答案。
更新1:

To: EMK A={(x_n, x_n)} ,那麼 boundary(A)只是對角線,不是正方形 S。 如果A={(x_n, y_m) | m, n ∈ ℕ},那麼便不可能符合條件"at most one point on each horizontal and each vertical line"。

更新2:

To EMK: 這說明{xn}和{yn}不同,或至少排列是不同,否則便不可能覆蓋整個S。所以是不可能隨便說兩個稠密數列就是答案。如{xn}對應 ℚ∩[0,1] 的所有點,那應如何排列,相對地{yn}應如何排列。 如果答案是對的,我希望可以再清楚一些,例如如何應用Hint去証明。 我懷疑答案犯了和 Ivan 大大一樣的錯誤。

更新3:

http://hk.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=7008040900309

更新4:

我所看的書: http://books.google.com/books?id=jYU7AQAACAAJ&dq=%EF%BC%97%EF%BC%91%EF%BC%91%EF%BC%95%EF%BC%91%EF%BC%94%EF%BC%92%EF%BC%92%EF%BC%94%EF%BC%96&hl=zh-TW

更新5:

我忽然想到一對數列,大家看看可不可行。 {xn} 對應 ℚ∩[0,1] 的所有點,即 xn = p_n/q_n,p_n和q_n互質。假設 yn = (xn)^q_n 那麼 A={ (xn, yn) | n ∈ ℕ} 就是所需的集。現在要証明: 1) A 是稠密的。 2) "at most one point on each horizontal and each vertical line" 大家幫忙想想。

更新6:

修正: yn = (xn)^qn if qn is odd yn = (xn)^(1/qn) if qn is even

更新7:

yn 不需要必定是有理數,但 q_n=2和4時會有問題,所以再修正: yn = (xn)^qn if qn is even yn = (xn)^(1/qn) if qn is odd

更新8:

看了 菩提 的方法,我想到了一個和Hint符合的方法了。 {xn} 對應 ℚ∩[0,1] 的所有點。 設 (x1, y1) = (1/2 , 1/2)。 現在,在 ]0, 1/2[ 和 ]1/2 , 0[ 中,"draw without replacemetn",各從{xn}取兩點,分別地記為 x(1) , y(1) 及 x(2), y(2)

更新9:

看了 菩提 的方法,我想到了一個和Hint符合的方法了。 {Xn} 對應 ℚ∩[0,1] 的所有點。 設 (x1, y1) = (1/2 , 1/2)。 現在,在 ]0, 1/2[ 和 ]1/2 , 0[ 中,"draw without replacement",各從{Xn}取兩點,分別地記為 x(1) , y(1) 及 x(2), y(2)。

更新10:

現在,在 ]0, 1/2[ 和 ]1/2 , 0[ 中,"draw without replacement",各從{Xn}取四點,分別地記為 x11 , x12, y11, y12 及 x21, x22, y21, y22。定義 (x2, y2) = (x11, y11) (x3, y3) = (x12, y21) (x4, y4) = (x22, y22) (x5, y5) = (x21, y12) 再在 ]0,1/4[ , ]1/4, 1/2[ , ]1/2, 3/4[ , ]3/4, 1[ 重複。 即在均分 S 小段裡,每小段取 2*S個 {Xn}中的點。

回答 (3)

2009-02-03 4:36 am
✔ 最佳答案
EMK的方法A={(xi, yj) | xi, yj in Q, 但 xi都不相同, yj都不相同}
也就是原題目所述之方法, 也可以吧! 但不夠 constructive!
以下是依Hint的想法,參考一下:
1.將正方形分割為9等分方格(九宮格),中央一格任取一點P1
擦掉九宮格線,過P1畫一個"十字型",將原正方形分割為四個矩形
2.重複上個步驟, 對上一步結果之每個(4個)矩形,各等分為9宮格,
取中央格任意點(有無限個選擇),但不可與之前所取有限個點的
x or y坐標相同
3. 如此繼續分割與選點,每作一個步驟,選點之九宮格長與寬必
小於上一步驟之矩形的 2/3倍 (故dense)

第1次選1個點,第2次選4個點, 第3次選16個點, ....
依次操作所得之集合,應該就可以了吧!
2009-02-02 4:06 pm
Take two rational sequences {x_n}, {y_n} in [0, 1], such that they are dense and x_i≠x_j, y_k≠y_l. Take A={(x_n, y_n)}, then A satsfy the requirements.

由「x_i≠x_j, y_k≠y_l」確定了「at most one point on each horizontal and each vertical line」

又因 Boundary( [0, 1]∩Q ) = [0, 1],故乎合了「boundary(A) =S」。


2009-02-02 08:10:12 補充:
其實可以再簡單一D:

Let x_n be any rational number in [0, 1].
Let A={(x_n, x_n)} for all rational numbers in [0, 1],
then A satisfy the requirement.

2009-02-02 10:45:01 補充:
是的,我{(x_n, x_n)}的例子錯了。

但你書中所給的例子,因為x_i≠x_j,所以at most one point on each vertical line,同理,因為y_k≠y_l,所以at most one point on each horizontal line。

2009-02-02 15:45:49 補充:
我想他應該expect我們的證明如下:

For any rectangle [a, b]×[c, d] in [0, 1]×[0, 1],
since {x_n} and {y_n} are dense in [0, 1],
thus there exist x_k, y_l such that a < x_k < b and c < y_l < d.

Hence, there is (x_n, y_n) lies in each quarter, sixteenth, etc.
Thus the boundary of A is [0, 1]×[0, 1].

2009-02-02 17:44:38 補充:
這樣一來,when q_n is even, y_n is not rational at all

2009-02-02 20:54:48 補充:
菩提兄終於來打救我!太感動了!T.T

其實在台灣知識+也有一相同題目,菩提兄也可參考:
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1609020200572
參考: ME
2009-02-02 10:20 am
你為甚麼不接受好友來信?


收錄日期: 2021-04-26 13:05:14
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090202000051KK00158

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