Avanzado 2025 - Práctica 5 - Sucesiones

Tema: Sucesiones

Tue-08-04-2025 20:21 profe: Natalia Accomazzo Scotti - Dario Martin Aza | Pablo Herrera - Mariano Negri - Juan Garber status: tags:


Ejercicio 1

Decimos que una sucesión (an)nN( a_{n} )_{n \in \mathbb{N}} de números enteros es buena si existe un polinomio pZ[x]p \in \mathbb{Z}[x] tal que an+1=p(an)a_{n+1}=p(a_{n}) nN\forall n \in \mathbb{N}. Calcular el cardinal del conjunto de sucesiones buenas.

-- 33:00 Queremos ver que B={sucesiones buenas}B=\{ \text{sucesiones buenas} \} es numerable. Como las sucesiones constantes son todas buenas , BB no es finito y entonces #B#N\#B\geq\#\mathbb{N} Definimos

f:BZ[x]×Zf:B\to \mathbb{Z}[x]\times \mathbb{Z} (an)nN(p,a1)( a_{n} )_{n \in \mathbb{N}}\mapsto(p,a_{1})

donde pp es algún polinomio en Z[x]\mathbb{Z}[x] tal que p(ak)=ak+1p(a_{k})=a_{k+1}. Tal polinomio existe pues (an)nN( a_{n} )_{n \in \mathbb{N}} es buena y si hay varios elijo una. Basta ver que ff es inyectiva. Supongamos que

f((an)nN)=f((bn)nN)f(( a_{n} )_{n \in \mathbb{N}})=f(( b_{n} )_{n \in \mathbb{N}}) (pan,a1)=(pbn,b1)(p_{a_{n}},a_{1})=(p_{b_{n}},b_{1})

Luego a1=b1a_{1}=b_{1} y además pan=pbn=pp_{a_{n}}=p_{b_{n}}=p. Demostremos por inducción. Hipótesis inductiva: an=bna_{n}=b_{n} . Quiero ver que an+1=bn+1a_{n+1}=b_{n+1} Tengo que

an+1=p(an)=p(bn)=bn+1a_{n+1}=p(a_{n})=p(b_{n})=b_{n+1}

esto implica que

an=bnnNa_{n}=b_{n}\quad \forall n \in \mathbb{N}     (an)nN=(bn)nN\implies ( a_{n} )_{n \in \mathbb{N}}=( b_{n} )_{n \in \mathbb{N}}

Por lo tanto ff es inyectiva.

    #B#N    B es numerable.\implies\#B\leq\#\mathbb{N}\implies B\text{ es numerable.}

Ejercicio 2

Hallar el cardinal de A={(an)nNQlimnqn=0}A=\{ ( a_{n} )_{n \in \mathbb{N}} \subseteq \mathbb{Q}\bigm|\underset{ n\to \infty }{ \lim }q_{n}=0\}

Como AQN={sucesiones de numeros racionales}A\subseteq \mathbb{Q}^{\mathbb{N}}=\{ \text{sucesiones de numeros racionales} \} Como AQNA\subset \mathbb{Q}^{\mathbb{N}} y la inclusión es inyectiva, se sigue que #A#QN=c\#A\leq\#\mathbb{Q}^{\mathbb{N}}=c Vamos a buscar una función biyectiva f:RAf:\mathbb{R}\to A

Vamos a tener que considerar al desarrollo decimal de un número real.

a=_,a1,a2,a3,a=\_\:, a_{1},a_{2},a_{3},\dots

Luego la sucesión

qn=_,a1,a2,a3,a4,,an,0,0,0,q_{n}=\_\:,a_{1},a_{2},a_{3},a_{4},\dots,a_{n},0,0,0,\dots

--00:00

Defino una función f:(0,1)Af:(0,1)\to A de la siguiente manera: Dado x(0,1),x \in(0,1), tomo x=0,x1x2x3x=0,x_{1}\:x_{2}\:x_{3}\dots su desarrollo decimal que no termine en infinitos ceros.

f(x)=(qn)nNf(x)=( q_{n} )_{n \in \mathbb{N}}

Donde

qn=0,000xn0000q_{n}=0,000\dots x_{n}0000\dots

y

qn=xn10nq_{n}=\frac{x_{n}}{10^{n}}

Primero que nada notemos que (qn)nNA( q_{n} )_{n \in \mathbb{N}}\in A pues qn=xn10nq_{n}= \frac{x_{n}}{10^{n}} con xn{0,1,,9}x_{n}\in \{0, 1,\dots,9 \}
por lo que qnQnNq_{n}\in \mathbb{Q}\quad\forall n \in \mathbb{N} y además qn0q_{n}\to0 pues

0xn10n910n00\leq \frac{x_{n}}{10^{n} }\leq \frac{9}{10^{n} }\to 0

Vamos a probar que ff es inyectiva.

-- 11:25

Supongamos que f(x)=f(y)f(x)=f(y) Llamemos f(x)=(qn)nNf(x)=( q_{n} )_{n \in \mathbb{N}} y f(y)=(pn)nNf(y)=( p_{n} )_{n \in \mathbb{N}} Como f(x)=f(y)    qk=pkkNf(x)=f(y)\implies q_{k}=p_{k}\quad\forall k\in \mathbb{N} es decir,

xk10k=yk10k    xk=ykkN\frac{x_{k}}{10^{k} }=\frac{y_{k}}{10^{k} }\implies x_{k}=y_{k}\quad \forall k\in \mathbb{N}

Por lo tanto

x=yx=y

Entonces ff es inyectiva.

#(0,1)#A    c#A\#(0,1)\leq\#A\implies c\leq \#A

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