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Prueba de verificación de que Q es denso en R

Hola a todos me gustaría saber si el siguiente argumento es el sonido.

Definiciones: Un número real x se dice que ser positivo si puede ser escrito como una formal de límite de una secuencia de Cauchy de números racionales $(x_n)$ cual es positivamente apartó desde cero, es decir, $\,x_n\ge c$ para cada n, donde $c$ es un número racional positivo.

La proposición: Dados cualesquiera dos números reales $x<y$, podemos encontrar un número racional $q$ tal que $x<q<y$.

Prueba:

Bastará con encontrar dos números racionales tales que $x\le q_1<q_2 \le y$, debido a que podemos definir $q= \frac{q_1+q_2}{2}$ y hemos terminado.

Vamos $(a_n)_{n=1}^{\infty}$, $(b_n)_{n=1}^{\infty}$ ser de Cauchy secuencias de tal manera que sus límites formales, el número real $y$ $x$ respectivamente.

Desde $y-x$ es un número real positivo, existe un número racional positivo $c$ tal que $y-x>c$. Deje $\,\epsilon= c/6$. Entonces existe suficiente grande $N_{\epsilon}\in \mathbb{N}$ tal que: $|a_n-a_m|\le \epsilon$, $|b_n-b_m|\le \epsilon$ se produce de forma simultánea para todos los $n,m\ge N_{\epsilon}$. Por otra parte la secuencia de $(a_n-b_n)$ finalmente es mayor que $c$, vamos a $M$ ser el número natural tal que $ a_n-b_n \ge c$ todos los $n\ge M$. Nos pusimos $N =max(N_{\epsilon}, M)$. Ahora vamos a corregir algunos $n_0$ tal que $n_0\ge N$. Entonces claramente $|y - a_{n_0}|\le c/6$ $|x-b_{n_0}|\le c/6$ al mismo tiempo.

Pretendemos que $a_{n_0}-\frac{c}{6}$ $b_{n_0}+\frac{c}{6}$ tiene la propiedad deseada. No es difícil ver que ambos son números racionales, se sigue inmediatamente por la construcción así que, vamos a mostrar que $a_{n_0}-\frac{c}{6}\le y$, $x\le b_{n_0}+\frac{c}{6}$ y $a_{n_0}-\frac{c}{6}>b_{n_0}+\frac{c}{6}$.

Ya sabemos que $|y - a_{n_0}|\le c/6$, lo $a_{n_0}-c/6\le y \le a_{n_0}+c/6$ como se desee. Un argumento similar muestra que $x\le b_{n_0}+c/6$. Para concluir la prueba de que nuestra tarea es mostrar a $b_{n_0}+c/6<a_{n_0}-c/6$. Se argumenta por contradicción, supongamos $b_{n_0}+c/6\ge a_{n_0}-c/6$$c/3\ge a_{n_0}-b_{n_0}$. Pero desde $n_0\ge N$, se deduce que el $a_{n_0}-b_{n_0}\ge c$ y, a continuación, $c/3\ge c$ una contradicción.

Definimos $q$ como media de $a_{n_0}-\frac{c}{6}$ $b_{n_0}+\frac{c}{6}$ y hemos terminado.

Agradecería cualquier sugerencia. Gracias de antemano. :)

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raheel Puntos 21

Este debe ser un comentario, pero me falta el poder (insertar Scotty referencia).

Usted ha declarado que $y - x$ es positivo, pero no se de donde la has valer $y > x$. Por supuesto, usted puede hacer que, sin pérdida de generalidad, pero, si quieres precisa, usted debe. De lo contrario, se ve bien.

Ya que estoy escribiendo una respuesta de todos modos: Si usted quería simplificar el argumento final y evitar la prueba por contradicción, que no es difícil. Usted ha elegido $n_0$, de modo que $a_{n_0} - b_{n_0} \geq c$. Esto significa que

$$ b_{n_0} + c \leq a_{n_0}.$$

Restando $\frac{c}{2}$ desde ambos lados da las evidentes desigualdades:

$$ b_{n_0} + \frac{c}{6} < b_{n_0} + \frac{c}{2} \leq a_{n_0} - \frac{c}{2} < a_{n_0} - \frac{c}{6}. $$

De hecho, esto muestra que de $b_{n_0} + c/2$ o $a_{n_0} - c/2$ podría ser la cantidad de $q$ buscado en el primer lugar. De todos modos, la prueba es correcta.

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