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Sucesiones

Demostrar que toda sucesión convergente de números reales es de Cauchy

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Para demostrar que toda sucesión convergente de números reales es de Cauchy, primero recordemos las definiciones de sucesión convergente y sucesión de Cauchy:

  • Una sucesión de números reales {an} es convergente si existe un número real L tal que para cualquier ε > 0, existe un número natural N tal que para todo n ≥ N, se cumple que |an - L| < ε.

  • Una sucesión de números reales {an} es de Cauchy si para cualquier ε > 0, existe un número natural N tal que para todo m, n ≥ N, se cumple que |am - an| < ε.

Supongamos que tenemos una sucesión convergente {an} con límite L. Queremos demostrar que esta sucesión también es de Cauchy.

Dado ε > 0, por la definición de convergencia, existe un número natural N1 tal que para todo n ≥ N1, se cumple que |an - L| < ε/2.

Ahora, tomemos dos números naturales m, n ≥ N1. Sin pérdida de generalidad, supongamos que m > n. Entonces, podemos escribir:

|am - an| = |am - L + L - an| ≤ |am - L| + |L - an|

Por las propiedades de la desigualdad triangular, tenemos que:

|am - an| ≤ |am - L| + |L - an| < ε/2 + ε/2 = ε

Por lo tanto, para cualquier ε > 0, existe un número natural N = N1 que cumple la definición de sucesión de Cauchy. Esto demuestra que toda sucesión convergente de números reales es de Cauchy.

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