Thu-20-03-2025 18:11
profe: Natalia Accomazzo Scotti
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tags: Supremos e ínfimos
Def. 1:
Sea A⊆R. Decimos que 1. c∈R cota superior de A si c≥a∀a∈A 2. c∈R es el maˊximo de A si es cota superior y ademaˊs c∈A. 3. A es acotado superiormente si tiene alguna cota superior.
Def. 2:
Sea A⊆R,s∈R. Decimos que s es el supremo de A si:1. s es cota superior de A 2. Si s′ es cota superior de A⟹s′≥s
Ejemplo:
A=(−∞,1). 1=sup(A)
- Por definición de A 1 es cota superior
- Sea s′<1 qvq s′ no es cota superior.
Puedo tomar el punto 2s′+1
2s′+1<1⟺s′+1<2⟺s′<1
Luego 2s′+1∈A
Ver que 2s′+1>s′
Entonces s′ no puede ser cota superior ⟹1=sup(A)
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Axioma de completitud
Dado A⊆R,A=∅ y acotado superiormente, entonces existe sup(A)∈R
Prop. 1:
Sea A⊆R. Entonces s=sup(A) si y solo si:1. s es cota superior de A .1. ∀ϵ>0∃aϵ∈A∣s−ϵ<aϵ≤s
Dem:
Ida:
- s es cota superior de A pues s=sup(A)
- Dado E>0, qvq ∃aϵ∈A con s−ϵ<aϵ
Supongo que no existe, entonces a≤s−ϵ∀a∈A
Pero entonces s−ϵ es cota superior y también s−ϵ<s . Absurdo
Vuelta:
Qvq s=sup(A)
Sea s′ una cota superior de A.
Supongo que s′<s
tenemos 0<s−s′=E
Por condición ii) ∃aE∈A∣s−E<aE≤s
s−E=s−(s−s′)=s′⟹∃aE∈A∣s′<aE
absurdo.
Prop. 2:
Principio de Arquímedes
N no estaˊ acotado superiormente.Equivalentemente, ∀x∈R∃n∈N:x≤n
Dem:
A=N . Supongo que está acotado superiormente. N=∅
Por completitud ∃s=su(N) . Por la prop. E=1
∃n∈N∣s−1<n≤s⟹s<n+1 abs!
Prop. 3:
Principio de Arquímedes 2
∀y∈R,y>0 existe un n∈N∣0<n1<y
Dem:
Como y>0,∃y1∈R
Por Arquímedes, ∃n∈N∣y1<n⟺n1<y
Teorema 1:
Sea A⊆R,A=∅ y acotado inferiormente ⟹∃i=inf(A)
Dem:
Sea −A={−a:a∈A}
Entonces −A es acotado superiormente:
Como A es acotado inferiormente ⟹∃c∈R cota inferior de A⟹c≤a∀a∈A⟹−c≥−a∀a∈A
Entonces −c es cota superior de −A
Por completitud, −A tiene supremo. Sea s=sup(−A)
Veamos que −s=inf(A) :
- −s es cota inferior
s≥−a∀a∈A⟺−s≤a∀a∈A⟹−s es cota inferior de A
- Sea c cota inferior de A
⟹−c es cota superior de −A
⟹−c≥s⟹c≤−s
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