Thu-31-10-2024 11:42
profe: Nicolás Sirolli- Mauro
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tags: Espacios Normados
Ejercicio 1
Definamos
E={(an)n∈N∈l∞:∃limn→∞an}S={(an)n∈N∈E:limn→∞an=0}
Probar que S es un hiperplano cerrado de E.
Dem:
∃v∈E∖{0}∣S⊕<v>=E
Fijemos v∈E∣v=(1,1,…,1)
Debemos probar que dado w∈E,∃s∈S y α∈R tal que w=s+α.v
Ya podemos probar que
n→∞lim(an+α.bn)=n→∞liman+α.n→∞limbn
Se deja como tarea.
Fijemos w y hallemos s y α.
n→∞limw=0+α.1=α
y s=w−α.v (Está en S?)
n→∞lims=n→∞limw−α.n→∞limv=0
y s∈S
Además, si h∈S∩<v>⟹limn→∞h=0=β.limn→∞v=β=0
Entonces h=β.v=0.v=0 y listo.
Veamos que es cerrado.
Veamos que E∖S es abierto.
Fijemos w∈E∖S, necesitamos r>0∣B(w,r)⊆E∖S
Sea r=2∣limw∣
Sea x∈B(w,r)
∥x−w∥∞<r∥xn−wn∥∞≤∥x−w∥∞<r∣limx∣=∣limn→∞(x−w)+limn→∞w∣≥∣limn→∞w∣−∣limn→∞(x−w)∣<<∣limn→∞w∣−2∣limn→∞w∣=2∣limn→∞w∣>0
Como queríamos.
Otra demo:
F:E→Rw↦limn→∞w
bien definido.
Por álgebra de límites (tarea) resulta lineal F−1(0) es hiperplano.
Lo anterior es por la teoría
Entonces vale pues S=F−1(0)
Para ver que S es cerrado basta ver que F es continuo y basta ver que es acotado.
Tomemos w∈E:
∣F(w)∣=∣n→∞limw∣≤∥w∥∞
Entonces ∥F∥≤1 y es continua.
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Citas y Comentarios
Todo lineal si es acotado es continuo