da Raptorista » 19/03/2017, 12:25
Le funzioni continue possono mandare aperti in chiusi, anche in casi non banali: \(\sin ((0,2\pi)) = [-1,1]\). Anche il tuo esempio è corretto.
La definizione topologica dice che la controimmagine di un insieme aperto deve essere aperta. Intuitivamente questo significa che se ho una cosa chiusa non la posso spalmare in maniera continua fino ad ottenere qualcosa di aperto.
Con i segmenti questo significa che se la funzione è monotona allora un'estremità aperta deve necessariamente essere mappata in un'estremità aperta. Se così non fosse, allora la controimmagine del punto di bordo dovrebbe essere un punto interno del dominio [per definizione di aperto] e quindi contenere tutto un intorno, e allora i punti su uno dei due lati supererebbero il punto di bordo, il che è assurdo. Se la funzione non è monotona questo significa che non puoi "salire e scendere" in maniera continua senza realizzare un punto di massimo. È il teorema di Weierstrass.
Edit: Quello che ho scritto non è corretto, c'è da escludere il caso particolare di una funzione definita su tutto \(\mathbb R\), che ha la proprietà di essere sia un insieme chiuso sia un insieme aperto. Inoltre quello che ho scritto vale solo per funzioni da \(\mathbb R\) in \(\mathbb R\).
Un matematico ha scritto:... come mia nonna che vuole da anni il sistema per vincere al lotto e crede che io, in quanto matematico, sia fallito perché non glielo trovo