$(X,d_1),(X,d_2)$ metrik uzaylar ve $i:X\to X, i(x)=x$ olmak üzere $$d_1\overset{T}{\sim} d_2$$$$\Leftrightarrow$$$$(i, (d_1\text{-}d_2) \text{ sürekli})(i^{-1}, (d_2\text{-}d_1) \text{ sürekli})$$ olduğunu gösteriniz.

Question

Aynı küme üzerinde tanımlı iki metriğin topolojik denk olması için gerek ve yeter koşul bu iki metrik uzay arasındaki birim fonksiyon ile bu birim fonksiyonun tersinin (inversinin) sürekli olmasıdır.

Answer 1

Gerek ve yeter koşul dendiğine göre ispatı iki adımda yapacağız.

Gerek Kısmı: $d_1\sim d_2$ ve $A\in \tau_{d_2}$ olsun.

$\left.\begin{array}{rr} A\in \tau_{d_2}\Rightarrow i^{-1}[A]=A \\ \\ d_1\sim d_2\Rightarrow \tau_{d_1}=\tau_{d_2}\end{array} \right\}\Rightarrow i^{-1}[A]\in \tau_{d_1}\Big{/} i, (d_1\mbox{-}d_2) \text{ sürekli}$

$-----------------------------------$

$d_1\sim d_2$ ve $A\in \tau_{d_1}$ olsun.

$\left.\begin{array}{rr} A\in \tau_{d_1}\Rightarrow (i^{-1})^{-1}[A]=i[A]=A \\ \\ d_1\sim d_2\Rightarrow \tau_{d_1}=\tau_{d_2}\end{array} \right\}\Rightarrow (i^{-1})^{-1}[A]\in \tau_{d_2}\Big{/} i^{-1}, (d_2\mbox{-}d_1) \text{ sürekli}$

$-----------------------------------$

Yeter Kısmı: $i, (d_1\mbox{-}d_2)$  sürekli ve $A\in\tau_{d_2} $olsun.

$\left.\begin{array}{r} A\in\tau_{d_2} \\ \\ i, (d_1\mbox{-}d_2)  \text{ sürekli} \end{array} \right\}\Rightarrow \begin{array}{c} \\ \\ \left. \begin{array}{r} i^{-1}[A]\in \tau_{d_1} \\ \\ i^{-1}[A]=A\end{array} \right\} \Rightarrow A\in\tau_{d_1}\Big{/} \tau_{d_2}\subseteq \tau_{d_1}\ldots (1)\end{array}$

$-----------------------------------$

$i^{-1}, (d_2\mbox{-}d_1)$  sürekli ve $A\in\tau_{d_1} $olsun.

$\left.\begin{array}{r} A\in\tau_{d_1} \\ \\ i^{-1}, (d_2\mbox{-}d_1)  \text{ sürekli} \end{array} \right\}\Rightarrow \begin{array}{c} \\ \\ \left. \begin{array}{c} (i^{-1})^{-1}[A]\in \tau_{d_2} \\ \\ (i^{-1})^{-1}[A]=i[A]=A\end{array} \right\} \Rightarrow A\in\tau_{d_2}\Big{/} \tau_{d_1}\subseteq \tau_{d_2}\ldots (2)\end{array}$

$-----------------------------------$

$$(1),(2)$$$$\Rightarrow$$$$\tau_{d_1}=\tau_{d_2} $$$$\Rightarrow$$$$ d_1\sim d_2.$$