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Sobre la demostración del Teorema de la Función Implícita (Para Tres Variables :F(x,y,z)=0)

Se trata de una versión de tres variables del IFT, y la prueba la encontré en un sitio web que se da de la siguiente manera:

WLOG, el conjunto S puede tomarse como un paralelepípedo, una caja, centrada en P porque dentro del conjunto S habrá al menos una caja de este tipo. Dentro de cualquier caja habrá otra caja que contenga a P y en la que F/z tenga el mismo signo que en P. Sea la caja un triple (a,b,c) tal que

|x-x0| a |y-y0| b |z-z0| c

WLOG, el signo de F/z en P puede tomarse como positivo.

Esto significa que

F(x0,y0,z0+c) > 0 F(x0,y0,z0-c) < 0

Consideremos ahora un punto cualquiera (x1,y1) tal que

|x1-x0| a |y1-y0| b

Como F(x0,y0,z0+c) > 0 y F(x,y,z) es continua, F(x1,y1,z0+c) > 0. Igualmente F(x1,y1,z0-c) < 0. Con x e y fijados en x1 e y1, G(z)=F(x1,y1,z) es una función tal que G(z0+c) > 0 y G(z0-c) < 0. Por tanto, existe algún valor de z entre z0-c y z0+c tal que G(z)=0; es decir, F(x1,y1,z)=0. Además, este valor de z es único. Dado que esto se cumple para cualquier (x,y) tal |x-x0| a |y-y0| b

sobre este dominio existe una función z=f(x,y) tal que F(x,y,z)=0.

No entiendo por qué por continuidad de F(x,y,z) F(x1,y1,z0+c) tiene los mismos signos que F(x0,y0,z0+c).

Me confunde mucho. ¡¡Espero que alguien pueda ayudar!!

¡Muchas gracias!

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H. H. Rugh Puntos 1963

Hay algunas hipótesis que deberías añadir (¿o no has contado?). $F$ se supone obviamente continua, pero también $\partial F/\partial z$ debe suponerse continua. Luego hay una historia relativa a las "elecciones". Dado el primer paralelepípedo se puede encoger $a$ y $b$ para satisfacer la condición que mencionas y manteniendo el signo de $\partial F/\partial z$ . A partir de ahí el argumento funciona. Es un poco agradable ya que no asume $F$ para ser $C^1$ en todas las variables.

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