Tue-22-04-2025 20:37
profe: Juan Garber
status:
tags: Espacios métricos
Def. :
Sea l∞={(an)n∈N⊆Rsup∣an∣<∞} ={sucesiones acotadas de R}
Notación: (an)n∈N:=a
Definimos la métrica d∞(a,b)=sup∣an−bn∣
Ejemplo:
1.
an=n1, y bn=0=0n⟹d(a,0)=n∈Nsupn1−0=1
2.
bn=−n1
d(a,b)=n∈Nsupn1−(−n1)=2
Prop. :
(l∞,d∞) es un espacio meˊtrico.
Analicemos B(0,3)={a∈l∞:d(a,0)<3}
cn=3−n1∈B(0,3) ? Veremos que no, d(0,c)=sup3−n1≤3
cn∈l∞ pues está acotada.
Para ver que es 3, veamos que para todo ε existe algún elemento mayor que s−ε y así cumplir la definición de supremo:
∀ε>0∃n∈N3−n1>3−ε⟹d(0,c)=3⟹c∈B(0,3)
Prop.:
(ℓ∞,d∞) es un espacio meˊtrico.
Analicemos la bola abierta centrada en 0 de radio 3:
B(0,3)={x∈ℓ∞:d∞(x,0)<3}={x∈ℓ∞:sup∣xn∣<3}.
Sea la sucesión c=(cn) definida por
cn=3−n1.
- c∈ℓ∞ porque es acotada.
- Sin embargo,
sup∣cn∣=sup{3−n1}=3,
ya que para todo ε>0 existe n∈N tal que:
3−n1>3−ε.
Por lo tanto:
d∞(c,0)=sup∣cn∣=3⇒c∈/B(0,3).
Caracterización precisa de B(0,3):
B(0,3)={x∈ℓ∞:∃ε>0tal que∣xn∣<3−ε∀n∈N}.
- (⊆) Sea x∈B(0,3)⇒sup∣xn∣=s<3.
Tomamos ε=23−s>0.
Así ∣xn∣≤s+3−3=3−(3−s)=3−2⋅ε<3−ε
Entonces:
∣xn∣≤s<3−ε∀n,
lo que prueba que x pertenece al conjunto caracterizado.
- (⊇) Sea x∈ℓ∞ tal que ∃ε>0 con ∣xn∣<3−ε para todo n.
Entonces:
sup∣xn∣≤3−ε<3⇒x∈B(0,3).
Q.E.D.□
Sea
X1={a∈l∞∣a1∣<1}
Afirmo:
X1={a∈l∞:∣a1∣≤1}
⊆)
Notación:
(xk)k∈N⊂l∞ es sucesión y xk=(x1k,x2k,…)
Supongo a∈X1
⟹∃(ak)k∈N⊂X1ak→a
recordar que si xk→a⟹d∞(xk,a)→0
pero d∞(xk,a)=sup∣xnk−an∣→0
Además
∣x1k−a1∣≤d∞(xk,a1)→0
Como (x1k)k∈N⊂R y ∣x1k−a1∣→0 entonces x1k→a1
xk∈X1⟹∣x1k∣<1∀k
Por ejercicio 9 P1 entonces
∣a1∣=k→∞lim∣x1k∣≤1
⊇)
Podemos definir ∀k,∀n≥2,xnk=an
Ahora busco x1k∈(−1,1) y x1k→a1∈[−1,1]
a1∈[−1,1]=(−1,1)⟹∃(x1k)⊆(−1,1),x1k→a1k
queda ver
d∞(xk,a)=sup∣xnk−an∣=sup{∣x1k−a1∣,∣a2−a2∣,0,0,…}=∣x1k−a1∣
Pero entonces
d∞(xk,a)=∣x1k−a1∣→0⟹xk→0
y
xk∈X1∀k⟹a∈X1
Tarea: calcular X1°
Citas y Comentarios
Hay una version online de la clase subida por la cátedra: link