Thu-03-10-2024 11:30
profe: Mauro
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tags: Compacidad
Retomemos los ejercicios que quedaron pendientes:
- Si x∈X es punto aislado entonces f es continua en x
Sea E>0. ∃r>0∣B(x,r)⋂X={x}. Pues x es punto aislado.
Tomo δ=r. Luego para todo y∈B(x,δ)⟹d(f(x),f(y))=0<E
- Si f(x)∈Y es punto aislado entonces es continua en x⟺f es constante en un entorno de x.
⇒)
Sea f(x) punto aislado, tengo que
∃r>0∣B(f(x),r)⋂Y={f(x)}
Además, como f continua en x:
∀E>0,∃δ>0∣f(B(x,δ))⊆B(f(x),E)
Para E=r, debe existir un tal δ tal que
f(B(x,δ))⊆{f(x)}
∀x′∈B(x,δ) debe ser que f(x)=f(x′)
⟹f es constante en un entorno de x.
⇐)
f es constante en un entorno de x⟹∃δ∣∀x′∈B(x,δ):f(x′)=x⟹f(B(x,δ))={x}
Luego ∀Ef(x)∈B(f(x),E)⟹x∈B(f(x),E)⟹f(B(x,δ))⊆B(f(x),E)⟹f continua en x.
□
Continuidad
Teorema del valor medio:
f:[a,b]→R continua y derivable en (a,b). ∃c∈(a,b)∣a−bf(a)−f(b)=f′(c)
Sea I⊆R un intervalo y f:I→R derivable con derivada acotada. Entonces f es uniformemente continua.
Dem:
Por hipótesis ∃M>0∣∣f′(x)∣≤M∀x∈I. Luego para x<y en I:
∣f(x)−f(y)∣=∣f′(c)(x−y)∣≤M.∣x−y∣
Probar continuidad uniforme.
Fijo E>0. Consideremos δ=ME
Ahora, dados x,z∈X∣∣x−z∣<δ sucede que
∣f(x)−f(z)∣≤M.∣x−z∣<M.δ=E
Compacidad
Vimos que compacidad ⟹ cerrado y acotado.
Una bola cerrada en el espacio métrico Q con la métrica usual no es completa.
Dem:
Dada una bola, podemos tomar (an)n en la bola tal que tiene límite en R∖Q.
Luego cualquier subsucesión debe converger a lo mismo. Pero el límite no está en la bola.
Dada B(x,E)⊆Q,E>0
∃k∈R∖QenB(x,3E)
Luego
∃an∈Q∣an∈B(k,n3E)
Pensando en R, esta bola.
∀n∈Nan→k
∣x−an∣≤∣x−k∣+∣k−an∣≤3E+3E<E
Ejercicio
Si K es un conjunto finito. Entonces es compacto.
Idea: vamos a tener un elemento que se repite inf.
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