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Menos límite superior convergencia de iff de propiedad de las secuencias de Cauchy

De http://en.wikipedia.org/wiki/Non-Archimedean_ordered_field:

El campo de funciones racionales sobre $\mathbb{R}$ puede ser utilizado para construir un orden de campo, la cual se completa (en el sentido de la convergencia de Cauchy secuencias), pero no los números reales. A veces, el término completo es usado para significar que el límite superior menos posee propiedad. Con este significado de completar no hay completa no Archemedian ordenó campos. La sutil distinción entre estos dos usos de la palabra completa, en ocasiones, es una fuente de confusión.

Yo tenía la idea de que, en un orden de campo, completo, en el sentido de convergencia de Cauchy secuencias es equivalente a la convergencia en el sentido de que la menor cota superior posee propiedad. Ahora que lo pienso, sé cómo demostrar que la menor cota superior de la propiedad implica la convergencia de Cauchy de las secuencias, pero yo no estoy tan seguro de lo contrario. Según esta página de la Wikipedia, el recíproco no es cierto. ¿Alguien puede confirmar esto? (Tengo que estar seguro de que este no es un error en la Wikipedia) Si es posible, proporcione un contra-ejemplo (tal vez el campo de funciones racionales se sugiere en la cita, pero, ¿cómo es la estructura, es decir, realización de pedidos, operaciones, etc., definido?).

Gracias.

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Homer Puntos 198

El estándar contraejemplo es el campo de la $F$ de finitely-cola Laurent de la serie sobre $\mathbb{R}$: serie de la forma $\sum a_n t^n$ donde $a_n \in \mathbb{R}$, exponentes $n \in \mathbb{Z}$, pero con sólo un número finito de exponentes negativos (es decir, $a_n = 0$ para todos, pero un número finito de los números enteros negativos $n$.)

La adición y la multiplicación son definidos como para la alimentación de la serie; se debe verificar que el "un número finito de exponentes negativos" es condición imprescindible para asegurar que la multiplicación de finitely-cola Laurent serie está bien definido. Compruebe que no-cero elementos de $F$ tienen inversos multiplicativos: una serie que comienza con $a_n t^n$ tiene una inversa que se inicia con $a_n^{-1} t^{-n}$. (Aquí, y a continuación, cuando digo que un elemento distinto de cero de a $F$ comienza con $a_n t^n$, me refiero a que $n$ es el menor entero para que $a_n \ne 0$.)

El pedido se define de la siguiente manera: Un elemento es positivo si su partida término tiene coeficiente positivo. Es fácil comprobar que: (1) para cada valor distinto de cero $x \in F$, exactamente uno de $x$ $-x$ es positivo; (2) la suma y el producto de 2 elementos positivos es positivo.

Por lo $F$ es un orden de campo. Tenga en cuenta que $F$ es no Arquímedes: $t^{-1}$ es mayor que cualquier número entero. El campo $F$ también no satisface la menor cota superior de la propiedad: $t^{-1}$ es un límite superior para los enteros, pero no es menos límite superior (comprobar que si $x$ es un límite superior, a continuación, $x/2$ es la más pequeña.)

Para hablar de Cauchy integridad, tenemos que poner una métrica en $F$, como sigue. Elija cualquier número real positivo $q>1$. Si un elemento distinto de cero $x \in F$ comienza con $a_n t^n$, a continuación, defina $|x| = q^{-n}$ (y, por supuesto, definir $|0|=0$) y, a continuación, definir la distancia entre el$x$$y$$|x-y|$. Compruebe que este es un espacio métrico. (Advertencia: Esto no prorrogar el actual métrica en $\mathbb{R}$; todos los números reales tienen el mismo tamaño bajo esta métrica.) De hecho, hace $F$ en valores de campo; tenemos $|xy| = |x||y|$.

Este es un "no-Arquímedes" métrica porque satisface la fuerte desigualdad de triángulo $d(x,z) \le \max(d(x,y), d(y,z))$. Para un no-Arquímedes métrica, una secuencia de Cauchy iff $|x_n - x_{n+1}| \to 0$$n \to \infty$.

Para demostrar que $F$ es completa bajo esta métrica, tenga en cuenta que para una secuencia de Cauchy en $F$, los coeficientes fijos exponente $t^n$ debe ser eventualmente constante; de lo contrario, la diferencia entre términos consecutivos no podría ser más pequeño que el de $q^{-n}$. Llamar a esta constante $a_n$; a continuación, la secuencia de Cauchy converge a $\sum a_n t^n$.

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