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> I2 Análisis Real, 2-2008
DressedToKill
mensaje Jul 27 2009, 02:09 AM
Publicado: #1


Dios Matemático Supremo
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Prof. Marta García-Huidobro.

TEX: \noindent<br /><br />\begin{center} \bf{Análisis Real, Interrogación N°2} \\ Lunes 6 de Octubre, 2008 \end{center}<br /><br />\begin{enumerate}<br /><br />\item Sea $X = \{f: [0,1] \to \mathbb{R} : f$ es diferenciable en $[0,1] \}$, con la métrica $\rho:X \times X \to \mathbb{R}$ definida por $\rho(f,g) = \displaystyle\sup_{x \in [0,1]} |f(x) - g(x)|$. Pruebe que $(X, \rho)$ no es completo.<br /><br />\item Sea $(X, d)$ espacio métrico. <br /><br />\begin{enumerate}<br /><br />\item Sean $F,K$ subconjuntos de $X$. Demuestre que si $F$ es cerrado y $K$ es compacto, entonces $F \cap K$ es compacto.<br /><br />\item Sea $\mathcal{F}$ una colección infinita de subconjuntos compactos de $X$. Demuestre que $\displaystyle\bigcap_{F \in \mathcal{F}} F$ es un conjunto compacto.<br /><br />\item Demuestre que la unión de un número finto de subconjuntos compactos de $X$ es un conjunto compacto.<br /><br />\end{enumerate}<br /><br />\item Demuestre que si un subconjunto $E$ de un espacio métrico es conexo, entonces $\overline{E}$ también es conexo. Si $\overline{E}$ es conexo, ¿es $E$ necesariamente conexo?.<br /><br />\item Denotemos por $B([0,1])$ el conjunto de todas las funciones acotadas de $[0,1]$ en $\mathbb{R}$.\\ Para $f, g \in B([0,1])$, definamos $d(f,g) = \sup\{|f(x)-g(x)|/x \in [0,1] \}$. Sea $f_0: [0,1] \to \mathbb{R}$ la función nula, es decir, $f_0(x) = 0$ para todo $x \in [0,1]$. Demuestre que el conjunto <br />$$\overline{\{f \in B([0,1]) / d(f,f_0) < 1 \}}$$<br />es acotado y cerrado pero NO es compacto.<br /><br />\end{enumerate}<br /><br />


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C.F.Gauss
mensaje Jul 27 2009, 11:32 AM
Publicado: #2


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CITA(DressedToKill @ Jul 27 2009, 03:09 AM) *
Prof. Marta García-Huidobro.

TEX: \noindent<br /><br />Sean $F,K$ subconjuntos de $X$. Demuestre que si $F$ es cerrado y $K$ es compacto, entonces $F \cap K$ es compacto.<br />


TEX:  Tenemos que $K$ es cerrado por ser subconjunto compacto de un espacio métrico. $F\cap K$ es cerrado pues es la intersección de dos cerrados. Por propiedad:  \textsl{Si $X$ es compacto y $Z\subseteq X$ es cerrado, entonces $Z$ es compacto}, dado que $F\cap K\subseteq K$, se deduce que $F\cap K$ es compacto.


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Dos crudas realidades
CITA(Pasten @ Jun 5 2014, 09:21 AM) *
¿Dónde están las nuevas generaciones? wasapeando y actualizando su perfil de face.


CITA(Zefidu @ Sep 3 2013, 09:55 PM) *
(...)FMAT es una gran comunidad con grandes usuarios... A excepción de algunos que se les sube el humo a la cabeza...

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Abu-Khalil
mensaje Sep 10 2009, 10:58 PM
Publicado: #3


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P3

TEX: \noindent Sean $G_1,G_2$ dos abiertos no vacíos tales que <br />\begin{enumerate}<br />\item $G_1\cap \overline{E}\not=\emptyset$.<br />\item $G_1\cap G_2\cap\overline{E}=\emptyset$.<br />\item $\overline{E}\subseteq G_1\cup G_2$.<br />\end{enumerate}<br />Como $E\subseteq \overline{E}$, entonces <br />\begin{enumerate}<br />\item $G_1\cap G_2\cap E=\emptyset$.<br />\item $E\subseteq G_1\cup G_2$.<br />\end{enumerate}<br />Si $G_1\cap E=\emptyset$, entonces existe $p\in E'$ tal que $p\in G_1$, pero como $G_1$ es abierto, $\exists r>0$ tal que $B(p,r)\subset G_1$ y sigue que $G_1\cap E\not=\emptyset$. Luego, como $E$ es conexo $G_2\cap E=\emptyset$ y por un razonamiento análogo al anterior, $G_2$ no puede contener puntos límites de $E$. Así, $G_2\cap \overline{E}=\emptyset.$<br />\begin{flushright}<br />$\square$<br />\end{flushright}<br />Sea $E=(0,1)\cup(1,2)\subset \mathbb{R}$ usual. Como un conjunto es conexo en $\mathbb{R}$ ssi es un intervalo, entonces $\overline{E}=[0,2]$ es conexo pero no $E$.<br />


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Abu-Khalil
mensaje Sep 19 2009, 10:44 PM
Publicado: #4


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P2b)

TEX: \noindent Sea $\left(x_n\right)_{n=1}^{\infty}$ una sucesión en $\displaystyle\bigcap_{F \in \mathcal{F}} F$. Luego, para cada $F \in \mathcal{F}$, se tiene que $\left(x_n\right)\in F$ y al ser compactos, existe una subsucesión $\left(x_{n_k}\right)_{k=1}^{\infty}$ que converge a $x_0\in F$. Así, $\left(x_{n_k}\right),x_0\in\displaystyle\bigcap_{F \in \mathcal{F}} F$ y por lo tanto, $\displaystyle\bigcap_{F \in \mathcal{F}} F$ es compacto. $\square$

P2c)

TEX: \noindent Sea $\left(x_n\right)_{n=1}^{\infty}$ una sucesión en $\displaystyle\bigcup_{k=1}^{n} F_k$. Luego, al ser una cantidad finita, al menos para un $k$, vale que $F_k$ contiene infinitos términos de $\left(x_n\right)_{n=1}^{\infty}$ y al ser compacto, existe una subsucesión $\left(x_{n_k}\right)_{k=1}^{\infty}$ que converge a $x_0\in F_k$. Así, $\left(x_{n_k}\right),x_0\in\displaystyle\bigcup_{k=1}^{n} F_k$ y por lo tanto, $\displaystyle\bigcup_{k=1}^{n} F_k$ es compacto. $\square$


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Kaissa
mensaje Sep 20 2009, 12:38 PM
Publicado: #5


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TEX: $ $\\<br />Agradecimientos a quienes desenterraron este tema (yo nunca lo vi)\\<br />$ $\\<br />Soluci\'on a la primera parte del problema 4.\\<br />$ $\\<br />Hasta donde se todas las clausuras son cerradas por un teorema muy com\'un.\\<br />Para mostrar acotamiento sea $f\in\mathcal{\mathbf{B}}_{[0,1]}$, entonces $|f|\leq|f-f_{0}|+|f_{0}|\leq1+0=1$.\\<br />As\'i que $\|\mathcal{\mathbf{B}}_{[0,1]}\|=\displaystyle\sup_{f\in\mathcal{\mathbf{B}}_{[0,1]}}\|f\|\leq1$.\\<br />

Mensaje modificado por Kaissa el Sep 20 2009, 12:40 PM


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Abu-Khalil
mensaje Oct 3 2009, 08:34 PM
Publicado: #6


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P4

TEX: \noindent Consideremos <br />\[f_n(x)=\begin{cases}\begin{tabular}{c c c}<br />$\dfrac{\sqrt{\pi}}{17},$&si&$x=\dfrac{1}{n}$;\\<br />\\<br />$0$,&si&$x\not=\dfrac{1}{n}$.<br />\end{tabular}\end{cases}\]<br />Como $\frac{\sqrt{\pi}}{17}<1\Rightarrow \left(f_n\right)\in B[0,1]$. Notemos que $d(f_n,f_m)=\frac{\sqrt{\pi}}{17},\forall n,m$ distintos.\\<br />\\<br />Luego, cualquier subsucesión de $\left(f_n\right)$ no es de Cauchy y por ende, no puede ser convergente. Así, el conjunto no es compacto. $\square$<br />


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Cenizas con Most...
mensaje Jan 29 2012, 12:29 AM
Publicado: #7


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P3.

Suponga que TEX: $\overline{E}$ no es conexo. Entonces existe TEX: $f:\overline{E}\to \{0,1\}$ continua y sobre. Como TEX: $E$ es conexo, entonces TEX: $f(E)=0\veebar f(E)=1$ (pues si TEX: $f(E)=\{0,1\}$ se cumpliría que TEX: $E$ no es conexo). Asuma w.l.o.g que TEX: $f(E)=0$. Sea TEX: $x\in \overline{E}$ y TEX: $\{x_n\}\subset E$ una sucesión tal que TEX: $x_n\to x$ cuando TEX: $n\to \infty$. Como TEX: $f$ es continua, se tiene que TEX: $f(x)=\lim_{n\to \infty} f(x_n)=0$. Esto significa que TEX: $f$ no es sobre. Contradicción. Por lo tanto TEX: $\overline{E}$ es conexo. TEX: $\square$

Para el contraejemplo, basta ver el post de Abu-Khalil.

Mensaje modificado por Cenizas con Mostaza el Jan 29 2012, 10:03 AM


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He-llo? Could you say that again? More slowly? In a language I understand? Depending on what you said, I might kick your ass!
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