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Desembalar la notación con $ \inf $ , $ \sup $ como parte de la prueba del conjunto abierto $ \mathbb {R}$ puede escribirse como unión contable de intervalos abiertos desarticulados

Aquí hay una propuesta de mi verdadero libro de análisis.

Proposición. Supongamos que $G \subset \mathbb {R}$ está abierto. Entonces $G$ puede escribirse como la unión contable de intervalos abiertos desarticulados.

La prueba comienza con lo siguiente.

Deje que $G$ ser un subconjunto abierto de la línea real y para cada $x \in G$ que $$A_x = \inf\ {a : \text {there exists }b \text { such that }x \in (a, b) \subset G\}$$ y $$B_x = \sup\ {d : \text {there exists }c \text { such that }x \in (c, d) \subset G\}.$$ Deje que $I_x = (A_x, B_x)$ .

Me acabo de dar cuenta de que no entiendo lo que dice esta parte del principio. ¿Alguien puede explicármelo/añadir algún detalle más? ¡Gracias de antemano!

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Sebastian Markbåge Puntos 3091

Intuitivamente, ya que $G$ está abierto, sabemos que cada punto en $G$ está cubierto por un intervalo abierto (posiblemente muy pequeño) que encaja completamente en el interior $G$ . Sin embargo, muchos de estos intervalos abiertos se superpondrán entre sí. El objetivo aquí es fusionar los intervalos abiertos hasta que sean lo más grandes posible sin desbordarse fuera de $G$ . Estamos tratando de argumentar que si expresamos con avidez $G$ como una unión de sólo los mayores intervalos abiertos posibles, entonces podemos salirnos con la cobertura $G$ con sólo muchos intervalos abiertos en lugar de muchos incontables.

Por ejemplo, consideremos el conjunto abierto $G = \{x \in \mathbb R \mid 1 < x < 2 \text { or } 3 < x < 7\}$ y $x = 4$ . Noten que hay muchos intervalos abiertos que cubren $4$ y aún así encajan en el interior $G$ por ejemplo: $$ (3.999, 4.001), (3.8, 4.2), (3.5, 4.5), (3.5, 5.5), (3.001, 4.001), (3.999, 6.999) $$ Sin embargo, el más grande es ciertamente $(3, 7)$ . De hecho, tenemos eso: $$ I_4 = (A_4, B_4) = (3, 7) $$ Fíjate en que $I_{3.001} = I_{3.5} = I_4 = I_5 = I_{6.9} = I_{6.9999} = (3, 7)$ . De la misma manera, note que $I_{1.001} = I_{1.3} = I_{1.999} = (1, 2)$ . Así que en lugar de expresar de forma redundante $G$ con algo tonto como: $$ G = (1, 1.002) \cup (1.001, 1.003) \cup (1.002, 1.004) \cup \cdots \cup (2.998, 3) \cup (3, 5) \cup (4, 7) $$ podemos ser tan eficientes como sea posible expresándolo simplemente como: $$ G = (1, 2) \cup (3, 7) $$

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Craig Puntos 221

Creo que sería más fácil de entender si se escribiera como

$$A_x = \inf\ { a : (a,x) \subset G\}$$ $$B_x = \sup\ { d : (x,d) \subset G\}$$

Básicamente, $A_x$ es el punto final izquierdo del mayor intervalo abierto que contiene $x$ y $B_x$ es el correspondiente punto final derecho.

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