Euklidischer Raum/Lineare Abbildung/Stetig/Fakt/Beweis

Beweis

Eine komplex-lineare Abbildung ist auch reell-linear, und die euklidische Metrik hängt nur von der reellen Struktur ab. Wir können also  ${}{\mathbb {K} }=\mathbb {R}$  annehmen. Aufgrund von Fakt können wir  ${}m=1$  annehmen. Die Abbildung sei durch

$\varphi \colon \mathbb {R} ^{n}\longrightarrow \mathbb {R} ,\,{\left(x_{1},\ldots ,x_{n}\right)}\longmapsto \sum _{i=1}^{n}a_{i}x_{i},$

mit  ${}a_{i}\in \mathbb {R}$  gegeben. Die Nullabbildung ist konstant und daher stetig, also sei  ${}a={\max {\left(\vert {a_{i}}\vert ,i=1,\ldots ,n\right)}}>0$.  Es sei  ${}x\in \mathbb {R} ^{n}$  und ein  ${}\epsilon >0$  vorgegeben. Für alle  ${}y\in \mathbb {R} ^{n}$  mit  ${}d{\left(x,y\right)}\leq {\frac {\epsilon }{na}}$  ist insbesondere  ${}\vert {x_{i}-y_{i}}\vert \leq {\frac {\epsilon }{na}}$  für alle ${}i$ und daher ist

${}{\begin{aligned}d{\left(\varphi (x),\varphi (y)\right)}&=\vert {\sum _{i=1}^{n}a_{i}x_{i}-\sum _{i=1}^{n}a_{i}y_{i}}\vert \\&=\vert {\sum _{i=1}^{n}a_{i}(x_{i}-y_{i})}\vert \\&\leq \sum _{i=1}^{n}\vert {a_{i}(x_{i}-y_{i})}\vert \\&\leq na\vert {x_{i}-y_{i}}\vert \\&\leq \epsilon .\end{aligned}}$

Zur bewiesenen Aussage