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Es mi prueba de $\lim_{x\rightarrow c}x^2=c^2$ correcto?

Sé el más común de la prueba de $\lim_{x\rightarrow c}x^2=c^2$. Pero me pregunto si mi alternativa de la prueba es válida y correcta. Aquí está mi prueba.

Deje $\varepsilon>0$, quiere encontrar una $\delta>0$ tal que $\forall x\in\mathbb{R},0<|x-c|<\delta\Rightarrow |x^2-c^2|<\varepsilon$

Para la comodidad de observación, supongamos que $0<|x-c|<\square$, queremos saber que $\square$ es aceptar y, a continuación, sabe lo $\delta$ a recoger. Desde $|x^2-c^2|<\varepsilon\Leftrightarrow |x+c||x-c|<\varepsilon$ y

\begin{alignat*}{3} &0<|x-c|<\square\\ \Longleftrightarrow &c-\square<x<c+\square&(except\ x=c)\\ \Longleftrightarrow &2c-\square<x+c<2c+\square\qquad&(except\ x=c)\\ \Longrightarrow &|x+c|< |2c|+\square \end{alignat*}

Así, vemos que si queremos $|x+c||x-c|<(|2c|+\square)\square<\varepsilon$ para ser verdad, tenemos que resolver una solución positiva de la desigualdad cuadrática $\square^2+|2c|\square-\varepsilon<0$, por la relación entre las raíces y el coeficiente sabemos $\square^2+|2c|\square-\varepsilon=0$ tiene exactamente uno positivo y uno negativo de la raíz. Por lo tanto la solución de la previa de la desigualdad es $(-c-\sqrt{c^2+\varepsilon},-c+\sqrt{c^2+\varepsilon})$, donde el extremo derecho es positivo. Por lo tanto, tomamos $\delta=-c+\sqrt{c^2+\varepsilon}$ para completar la prueba.

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La idea general es genial, excepto que me gustaría tener cuidado acerca de la última $\iff$, ya que el recíproco no es necesariamente cierto. Es más seguro utilizar una $\Longrightarrow$, ya que es todo lo que necesitamos realmente. De hecho, si $c = 7$$\square = 1$, entonces: $$ 13 < x + 1 < 15 \implica -15 < x + 1 < 15 \ffi |x + 1| < 15 $$ Pero el recíproco no es cierto, ya que si $x = 4$, $|x + 1| < 15$ es verdad, pero de $13 < x + 1 < 15$ es falso.


He aquí un limpiado de la versión de la prueba, organizada de una manera diferente:

Dado cualquier $\varepsilon > 0$, vamos a $\delta = \sqrt{c^2 + \varepsilon} - |c|$, que sin duda es positivo. Entonces si $0 < |x - c| < \delta$, se observa que: \begin{align*} |x^2 - c^2| &= |x - c||x + c| \\ &= |x - c||(x - c) + 2c| \\ &\leq |x - c|(|x - c| + |2c|) &\text{by the triangle inequality} \\ &< \delta(\delta + 2|c|) \\ &= (\sqrt{c^2 + \varepsilon} - |c|)(\sqrt{c^2 + \varepsilon} + |c|) \\ &= (c^2 + \varepsilon) - c^2 \\ &= \varepsilon \end{align*} como se desee. $~~\blacksquare$

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Betarup Puntos 1

Usted ha escogido $\delta>0$ tal que $\delta=-c+\sqrt{c^2+\varepsilon}$

Este es un problema. Deje que c=-5. por lo $\delta=5+\sqrt{25+\varepsilon}$ sustituto $\varepsilon=0.0001$. Por lo $\delta$ es aproximadamente igual a 10. Aquí es donde reside el problema. De modo que x puede tener un rango de -15 a +5. Sea x=0. Por lo $x^2$ =0. Pero 0 no en (25-$\varepsilon$,25+$\varepsilon$) o (25-0.0001,25+0.0001). Por lo tanto, hay algunos x satisfacciones $0<|x-5|<\delta$ para el cual f(x) no en línea (25-0.0001,25+0.0001). Por lo tanto, una contradicción. Así, no podemos usar esto $\delta$.

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