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Una función biyectiva monótona es continua. ¿Es correcta mi demostración?

Estoy intentando mejorar mi redacción de pruebas debido a los exámenes. ¿Es esta prueba incluso correcta en primer lugar y comprensible? si no es así, ¿qué se podría mejorar?

Prueba de que una función biyectiva monótona es continua

Supongamos que no fuera así. Supongamos wlog que $f$ está aumentando. Entonces habría una secuencia $x_n$ tal que $\lim f(x_n)\neq f(x)$ , donde $x$ es el límite. Elija $f(y_n)=f(x)-1/n$ y $f(y'_n)=f(x)+1/n$ . Podemos hacerlo porque $f$ es suryente. Observamos que $f(y_n)\leq f(x)-1/n\leq f(x) \leq f(x)+1/n\leq f(y_n')$ . Porque $f$ es monótona encontramos $y_n \leq x \leq y_n'$ . Esto implica que para algunos $N$ avec $n \geq N$ tenemos $y_n\leq x_n\leq y_n'$ . Pero además, debido al hecho de que $f$ es monótona encontramos $f(y_n)\leq f(x_n) \leq f(y_n')$ . Si tomamos el límite y debido a un corolario del teorema de Squeeze encontramos que $f(x)\leq \lim f(x_n) \leq f(x)$ . Pero entonces $\lim f(x_n)=f(x)$ . Una contradicción.

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Kezer Puntos 46

En primer lugar, debería exponer el problema con mayor precisión. ¿De qué tipo de función se trata? Es decir, ¿qué son el dominio y el codominio? El problema no tiene ningún sentido sin esta información. Tu razonamiento está bien en su mayor parte, aunque hay una pequeña laguna en tu prueba.

Hay que argumentar con más cuidado que $y_n \leq x_n \leq y_n'$ para $n \gg 0$ . Esto no se deduce de $y_n \leq x \leq y_n'$ . Sin embargo, si eres un poco más preciso en tu argumento, entonces este paso se puede arreglar.

El resto de la prueba es correcta, pero es redundante (y desagradable) plantear esto como una prueba por contradicción. Eso no era necesario y esta prueba es realmente una prueba directa si la miras de nuevo. También deberías escribir "Elige una secuencia $(y_n)_n$ tal que $f(y_n) = \dots$ " en lugar de lo que tú hiciste.

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