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Pointwise Convergencia en un Infinito de Intersección de la Función de las Imágenes

Este es el más interesante análisis real pregunta que me han topado hasta ahora (que yo entiendo):

Para todos los $n\in\mathbb{N}$, vamos a $f_n(x)$ $f(x)$ ser uno-a-uno, funciones continuas tales que $$B=\bigcap_{n=1}^{\infty}f_n(A)$$ es un intervalo no vacío. Si $f_n(x)$ converge pointwise a$f(x)$$A$, $f_n^{-1}(x)$ converge pointwise a$f^{-1}(x)$$B$.

¿Crees que esto es una aserción válida, o son otras las condiciones necesarias para sostener el agua?

También, ¿cómo se podría ir sobre la prueba? Gracias de antemano!

Edit 1: Debido a $f_n\to f$, es seguro asumir que $f:A\to B$? Si es así, entonces se podría concluir que el $f$ es bijective en $A$ y, por tanto,$f^{-1}:B\to A$? Todavía siento que esto no es lo suficientemente riguroso, sin embargo.

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user15381 Puntos 32

Puedo demostrar que esto es cierto cuando se $A$ es una unión finita de intervalos. Es suficiente para tratar el caso al $A$ es un solo intervalo.

Patrick da Silva, está absolutamente en lo cierto : la continuidad es sin duda un punto clave aquí. Si $A$ es un intervalo, entonces una función continua en a $A$ debe ser monótono. Por lo $f$ (cada una de las $f_n$ también) es decreciente o creciente. Podemos suponer que la $f$ es cada vez mayor. A continuación, para lo suficientemente grande como $n$, cada una de las $f_n$ será cada vez mayor también (de hecho, vamos a $a<b$$A$,$f(a)<f(b)$, lo $f_n(a)<f_n(b)$ para todos lo suficientemente grande como $n$).

Ahora, supongamos por contradicción que $(f_n^{-1}(y))$ no converge a $f^{-1}(y)$ algunos $y\in B$. Esto significa que algunos de larga queda lejos de la $f^{-1}(y)$. Pasando a una larga si es necesario, podemos asumir que hay un $\varepsilon >0$ tal que $f_n^{-1}(y) \in A \setminus [f^{-1}(y)-\varepsilon,f^{-1}(y)+\varepsilon]$ todos los $n$. Pasando a una larga otra vez, que además puede suponer que $f_n^{-1}(y)$ es siempre en el mismo lado de $f^{-1}(y)$, con, por ejemplo,$f_n^{-1}(y) \geq f^{-1}(y)+\varepsilon$. Ahora $f^{-1}(y)+\varepsilon \in A$ desde $A$ es un intervalo. Desde $f_n$ es creciente, podemos deducir $y=f_n(f_n^{-1}(y)) \geq f_n(f^{-1}(y)+\varepsilon)$. Ahora la mano derecha converge a $f(f^{-1}(y)+\varepsilon)$. Pasando al límite, se obtiene la $y \geq f(f^{-1}(y)+\varepsilon)$. Y desde $f^{-1}$ es creciente, podemos deducir $f^{-1}(y) \geq f^{-1}(y)+\varepsilon$, una contradicción.

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