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Caracterización de la convergencia de secuencias acotadas mediante ultrafiltros

Sea $\{a_n\}_{n\in\mathbb N}$ sea una sucesión acotada de números reales o complejos y $\mathscr F\subset\mathscr P(\mathbb N)$ sea un ultrafiltro no principal. Entonces $a=\lim_{\mathscr F}a_n$ está bien definido y corresponde a un límite subsiguiente de $\{a_n\}_{n\in\mathbb N}$ es decir, existe un conjunto infinito $$ A=\{i_1<i_2<\cdots<i_n<\cdots\}\subset\mathbb N, $$ tal que $a_{i_n}\to a$ .

Claramente, $\lim_{\mathscr G}a_n=a$ para cada ultrafiltro no principal que contenga $A$ .

Me preguntaba si lo contrario también es cierto. Por inversa me refiero a lo siguiente:

Si $a=\lim_{\mathscr G}a_n$ entonces $\mathscr G$ contiene el conjunto de índices de una subsecuencia de $\{a_n\}_{n\in\mathbb N}$ convergiendo hacia $a$ es decir, existe un $A=\{i_n\}_{n\in\mathbb N}\in\mathscr G$ tal que $a_{i_n}\to a$ .

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Tomas Dabasinskas Puntos 41

Si he entendido bien su pregunta, la respuesta no puede darse en ZFC. Depende de si el ultrafiltro es un punto P o no, por un resultado de Saharon Shelah; véase aquí . Mi artículo favorito sobre este tema es

Cutland, Nigel; Kessler, Christoph; Kopp, Ekkehard; Ross, David. On Cauchy's notion of infinitesimal. British J. Philos. Sci. 39 (1988), no. 3, 375-378.

Véase aquí .

La pregunta es fácilmente parafraseable en los siguientes términos: ¿es un infinitésimo hiperreal representable por una sucesión que tiende a cero? La respuesta en general es negativa, como demostraron Cutland et al.

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