Autor Tema: Subconjunto cerrado de L2

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19 Septiembre, 2023, 05:47 pm
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soyjuga

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Hola a todos, teniendo el siguiente conjunto: \( U=\{ {a_n} \in{l^2(\mathbb{R})}: a_{2i-1}=-a_2i\}  \) debo buscar un subconjunto cerrado, acotado y con infinitos puntos aislados. Quería saber si lo que tengo hasta ahora está bien, y me faltaría probar que es cerrado.

Propongo este \( V = \{ (1, -1, 0, 0, 0,\ldots), (0,0, 1, -1, 0, 0,\ldots), \ldots \} \)

Por un lado, es trivial que \(  V\subseteq{U}  \)

Por otro, también es acotado ya que la norma de cada elemento es \(  \sqrt[ ]{1+(-1)^2} = \sqrt[ ]{2} \leq{2} \)

Para verificar que tiene infinitos puntos aislados tomo \(  x\in{V}  \) y considero \(  B_r (x)  \) una bola de centro x y radio r. Quiero algún radio tal que la intersección de la bola con el conjunto V sea únicamente el punto x. O sea, propongo un radio menor a la distancia entre dos elementos cualesquiera del conjunto.

\(  d(x,y) = \sqrt[ ]{\sum_{i=0}^{\infty}\left |{x_i-y_i}\right |^2} = \sqrt[ ]{(1+(-1)^2+1+(-1)^2} = \sqrt[ ]{4} = 2  \)

Es decir que si \(  r=2 \Rightarrow{} B_r (x) \cap{V} =\emptyset \Rightarrow{}  \)  V tiene infinitos puntos aislados. Está bien el razonamiento??

Ahora me faltaría ver que es cerrado. Para eso pensé en probar que el complemento de V es abierto. Pero no logro conseguirlo. O sea, tomar un punto aleatorio en el exterior del conjunto y ver que toda bola está totalmente contenida en él... Agradezco respuesta!


19 Septiembre, 2023, 06:35 pm
Respuesta #1

ani_pascual

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Agradezco respuesta!
Hola:
Quizás puedas razonar tomando una sucesión convergente de \( V \) y ver si necesariamente está en \( V \)

20 Septiembre, 2023, 03:58 pm
Respuesta #2

Luis Fuentes

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Hola

Agradezco respuesta!
Hola:
Quizás puedas razonar tomando una sucesión convergente de \( V \) y ver si necesariamente está en \( V \)

En la línea que indica ani_pascual, fíjate que en \( l^2(\Bbb R) \) si una sucesión es convergente lo es puntualmente, es decir, en cada componente.

Como las componentes de los elementos de \( V \) sólo son \( 0 \) o \( \pm 1 \), el límite de cada componente sólo puede ser \( 0 \) o \( \pm 1 \); como fijada una componente sólo hay un elemento de \( V \) que tenga esa componente no nula si el límite de esa componente es no nulo, necesariamente la sucesión es constante (salvo un número finito de términos) y por tanto el límite está en \( V \). La otra posibilidad sería que la sucesión cero constante fuese el límite, pero cualquier elemento de \( V \) está a distancia \( \sqrt{2} \) de la sucesión cero, luego nunca podría ser realmente límite de una sucesión de elementos de \( V \).

Saludos.