Da DFu er invertibel, og Dψu =0,m˚avihaveF (u) =a. Viharvist,at B(F (x0),ε) ⊆ F (int K). Dette afslutter beviset for p˚astand 2. Vi sætter V = F (W ). Det er en ˚aben mængde, og F|W : W → V er bijektiv. Da F (W ′ )er˚aben for enhver˚aben delmængde W ′ ⊆ W ,erF|W en ˚aben afbildning, cf. Definition 6.10, s˚a G =(F|W ) −1 : V → W er kontinuert. Vi har <strong>til</strong>bage at vise P˚astand 3. G =(F|W ) −1 : V → W har klasse C1 . Lad x, x0 ∈ W og y = F (x), y0 = F (x0). I p˚astand 1 viste vi, at Φ(x, x0) er injektiv. Ligningen medfører derfor, at y − y0 = F (x) − F (x0) =Φ(x, x0)(x − x0) G(y) − G(y0) = Φ(G(y),G(y0)) −1 (y − y0). (7.6) Af definitionen af differentiabilitet følger fra (7.6), at G er differentiabel i y0 og DGy0 = Φ(G(y0),G(y0)) −1 . Dette viser, at afbildningen DG : V → Mn(R) er givet som sammensætningen DG : V G −→ W DF −→ GLn(R) (·)−1 −→ GLn(R). (7.7) Matrixinvertering er C∞ ,ogDF er kontinuert, s˚a (7.7) medfører, at G er C1 . Addendum 7.5. Hvis vi i Sætning 7.4 antager, at F har klasse C k ,s˚a har (F|W ) −1 ogs˚a klasse C k . Bevis. Lad G =(F|W ) −1 : V → W . Vi ved fra Sætning 7.4, at G har klasse C 1 , og viser induktivt, at den har klasse C k .DaF ◦ G = IdV fortæller kædereglen, at DFG(v) ◦ DGv =Id, og dermed, at DGv =(DFG(v)) −1 . Antag induktivt, at G har klasse C l ,1≤ l
Definition 7.6. En afbildning F : W → V mellem ˚abne mængder V,W ⊆ R n kaldes en diffeomorfi, hvis F er bijektiv, og b˚ade F og F −1 har klasse C ∞ . Med denne sprogbrug siger addendum 7.5, at hvis F har klasse C ∞ og DFu0 er invertibel, s˚a erF en lokal diffeomorfi. 42