Utilizador:Thiago Marcel/Profmat/MA11/Lista5

Lista 5

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Sequências de Cauchy de Números Reais

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Lema 1.1

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Toda sequência convergente é limitada.
  • Seja  , uma sequência que converge para  , tal que  .
  • Tomando o conjunto  , tome  ,  .
  • Temos que  .

Lema 1.2

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Se   é uma sequência limitada, logo, existe  , tal que  .
  • Tome  . Como a sequência é limitada, logo existem  , tal que  .
  • Tome  .

Lema 1.3

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Toda sequência de Cauchy é limitada.
  • Seja   uma sequência de cauchy. Assim  , tal que  
  • Tomando   e  .
  • Tome  .

Lema 1.4

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Se   e   é uma sequência limitada, então   (mesmo que não exista  ).
  • Como   é limitada, logo existe   tal que   para todo  . Dado  , como  , podemos encontrar   tal que  .
  • Logo,  . Isto mostra que  .

lema 1.5

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  • ( ) Como  , tal que  .
  • ( ) Como  , tal que  .
Mostre que a sequência   não converge em  .
  • Primeiro vamos exibir o valor de   em função de n de forma aproximada:
    •  
    •  
    •  .
    • Considere  , tome  .
    •  . Tomando  .
  • Qualquer que seja  , tal que  , logo   e assim   não é limitado superiormente.
  • Como  . Assim   é uma sequência crescente.
  • Portanto   não é uma sequência convergente (Uma sequência crescente só é convergente se for limitada superiormente).
A sequência   é de Cauchy?
  • Toda sequência de Cauchy é limitada. Como   é ilimitada superiormente, logo   não é de Cauchy.
Sejam   sequências convergentes. Mostre que  
  • Como  , logo  , tal que   e
    •  .
  • Tome  , assim   e  .
  • Assim  .
Sejam   sequências convergentes. Mostre que  
  • Temos que  . Como   é convergente, pelo lema 1, ela é limitada, pelo lema 4,  , ou seja,  , tal que  .
  • Tome  , assim  , tal que  .
  • Tome  , assim   e  .
  • Assim  
    •  .
Sejam   sequências de Cauchy. A sequência   é de Cauchy.
  • Como   são sequências de Cauchy, logo  .
    •  , tal que  .
    •  , tal que  .
  • Tome  .
  • Assim   e  .
  • Assim  
Sejam   sequências de Cauchy. A sequência   é de Cauchy.
  • Como   são sequências de Cauchy, logo  .
    •  , tal que  .
    •  , tal que  .
    • Como   é de Cauchy, logo é limitada, ou seja,  , tal que  .
    • Como   é de Cauchy, logo é limitada, ou seja,  , tal que  .
  • Tome  .
  • Assim   e  .
  • Assim  
    •  
    •  
Como   são sequências de Cauchy, logo   é de Cauchy.
  • Como   é uma sequência de Cauchy, assim  .
    •  , tal que  .
    •  , tal que  .
    • Tome  .
  • Como   é de Cauchy, logo é limitada, ou seja,  , tal que  .
  • Como   é de Cauchy, logo é limitada, ou seja,  , tal que  .
  • Mas em  , temos que  .
  • Assim   e  .
  • Assim  
    •  
    •  
    •  

Dada a relação de equivalência nas sequências de Cauchy de racionais:   se, e somente se,   converge para zero e   o conjunto quociente das classes de equivalência   de sequências   de Cauchy.

Descreva-se explicitamente um subconjunto   de   isomorfo a  , isto é, mostre que existe uma aplicação injetiva   tal que   e  .

2- Cortes de Dedekind

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Para todo corte de Dedekind   seu complementar   não é um corte de Dedekind? Justifique sua resposta.

  •   é corte de Dedekind, somente se:
    • (a)  
    • (b) dado  , tal que  .
    • (c) se  .
  • Agora vamos mostrar que a nossa suposição de ocorrer (c) seja um absurdo.
  • tomemos  . Como   que é um absurdo, pois  .
  • Portanto   não pode ser um corte de Dedekind.