Autor Tema: Demostración del teorema de Bolzano

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25 Abril, 2024, 02:22 pm
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mamen

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Hola, muy buenas.
Quería preguntar si alguien puede ayudarme con la demostración del teorema de Bolzano, pero que no sea a través de intervalos encajados, sino a través del axioma del supremo.

Gracias, un saludo.

25 Abril, 2024, 03:52 pm
Respuesta #1

Juan Pablo Sancho

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Sea \( f \) continua definida en \( [a,b] \) con \( f(a) < 0 < f(b)  \) (o \( f(a) > 0 > f(b) \) , sea \( A = \{x \in [a,b] | f([a,x]) < 0 \}  \) tienes:
\( a \in A  \) luego \( A \neq \emptyset  \) y \( b \notin A \) luego esta acotada y tiene supremo \( \alpha \) con \( a < \alpha < b \) intenta seguir.

25 Abril, 2024, 06:14 pm
Respuesta #2

Fernando Revilla

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25 Abril, 2024, 06:27 pm
Respuesta #3

mamen

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Hola Juan Pablo, gracias por responder.
Sí, eso que has puesto lo sé. Lo que me cuesta es a partir de ahí.
Si no te importa en lugar de alfa voy a usar c porque yo aquí alfa no lo encuentro.

A partir de lo que has escrito sería: Como f(x) es continua en [a,b] entonces es continua en \( c\in{(a,b)} \).
Por otro lado, el teorema de conservación del signo dice que si f(x) es continua en un punto c, entonces el signo de f(c) es igual al signo de todo x perteneciente a un entorno de c. Y ahora se pueden dar dos casos: (Y esto es lo que me cuesta entender que no sé si lo razono bien)
a) Que f(c)<0 en cuyo caso \( \exists{x\in{(c, c+\delta)}} \) (con delta me refiero al radio del entorno de c), tal que \( x\in{A} \) y además x es mayor que c, es decir x>c. Eso significa que c no es cota superior de A, ya que hay otro valor en A, que es el x, que es mayor que c, por tanto c no puede ser cota superior de A, y por ende no es el supremo de A. Luego f(c) no puede ser menor que 0.
b)Que f(c)>0 en cuyo caso \( \exists{x\in{(c-\delta, c)}} \) (delta el radio del entorno de c) tal que  f(x)>0. Es decir, \( \exists{x\in{(c-\delta, c)}} \) que no pertenece a A y que es menor que c, x<c. En consecuencia, x es cota superior de A, y c ya no es la cota superior mínima de A, es decir, c ya no es el supremo de A porque hay otra cota superior más pequeña que c que es x. Luego f(c) no puede ser mayor que 0.

Si f(c) no puede ser mayor ni menor que cero, entonces, solo puede ser igual a cero.
 
Mis dudas vienen en que en los apartados a) y b) creo que hay errores.

Gracias. Un saludillo

25 Abril, 2024, 07:48 pm
Respuesta #4

Juan Pablo Sancho

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Mira la cuestión 5 del hilo que menciona Fernando Revilla

25 Abril, 2024, 08:10 pm
Respuesta #5

mamen

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Sí, es verdad, no había visto el mensaje de Fernando Revilla, me lo ha mandado mientras enviaba el último mensaje. Viene muy bien explicado.

Muchas gracias a los dos.