Autor Tema: Funciones uniformemente continuas, épsilon-delta

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30 Marzo, 2019, 06:11 pm
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TheMagi

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(a) Las siguientes funciones \( f \) son uniformemente continuas sobre los conjuntos \( S \) dados.
Para \( \epsilon > 0 \), determínese un \( \delta > 0 \) especifico tal que para todo \( x\in S \)

    \( |f (x) - f (y)| < \epsilon \) siempre que \( y \in (x -\delta, x +\delta)\cap S \).

i.  \( I^3 \); \( S=[0,2]  \)
ii. \( I^2 \); \( S=[2,4] \)

(b) Si \( f \) y \( g \) son uniformemente continuas sobre un conjunto \( S \), muéstrese
que \( f + g \) es uniformemente continua sobre \( S \).

 :)

Mensaje corregido para que se ajuste a las normas del foro:
- Título corregido: "No doy ayuda" --> "Funciones uniformemente continuas, épsilon-delta"
- Ecuaciones corregidas.

30 Marzo, 2019, 11:57 pm
Respuesta #1

Masacroso

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¿No das ayuda? ¿No debería ser el título más bien algo como "No doy una, ¡ayuda!"  :D Hecho ese inciso pasemos a otro:

Para la parte (a): ¿cuáles son las funciones del problema? ¿Qué significa \( I^2 \) y \( I^3 \)? Sin aclarar esto no sé muy bien a qué funciones se refiere.

Para la parte (b): define \( h:= f+g \). Si \( h \) es uniformemente continua en \( S \) debe cumplir la definición de continuidad uniforme, es decir, que para cada \( \epsilon>0 \) existe un \( \delta>0 \) tal que \( |x-y|<\delta\implies |h(x)-h(y)|<\epsilon \) para \( x,y\in S \).

Como \( f \) y \( g \) ya son uniformemente continuas entonces, dado un \( \epsilon/2>0 \), existen \( \delta_1,\delta_2>0 \) tales que  \( |x-y|<\delta_1\implies |f(x)-f(y)|<\epsilon/2 \) y \( |x-y|<\delta_2\implies |g(x)-g(y)|<\epsilon/2 \), para \( x,y\in S \). Si tomamos \( \delta:=\min\{\delta_1,\delta_2\} \) entonces tenemos que

\( \displaystyle  |x-y|<\delta\implies \overbrace{|h(x)-h(y)|\le|f(x)-f(y)|+|g(x)-g(y)|}^{\text{desigualdad triangular}}<\frac\epsilon 2+\frac\epsilon 2=\epsilon \)

por lo que \( h \) es uniformemente continua en \( S \) también.

AÑADIDO: la idea es usar la definición de continuidad uniforme en \( f \) y \( g \), y ver cómo llegar a algo parecido a la definición de continuidad uniforme para la función \( h \).

31 Marzo, 2019, 12:10 am
Respuesta #2

TheMagi

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Siento no haber sido clara con el mensaje son unos problemas del libro análisis matemático Haaser y no viene muy claro el problema (a) lo redacté tal cual está en el libro .

Gracias por ayudarme con el problema (b)

31 Marzo, 2019, 03:12 am
Respuesta #3

Masacroso

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Siento no haber sido clara con el mensaje son unos problemas del libro análisis matemático Haaser y no viene muy claro el problema (a) lo redacté tal cual está en el libro .

Gracias por ayudarme con el problema (b)

He mirado por encima dos PDFs que he encontrado de análisis matemático de Haaser y no he visto un tema o epígrafe dedicado a la continuidad uniforme, por lo que no he podido mirar el ejercicio por mí mismo. Si me dices título completo del libro, edición y página veo si lo encuentro y comento.

31 Marzo, 2019, 03:29 am
Respuesta #4

TheMagi

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Análisis Metematico curso de introducción Volumen 1 Hasser Lasalle Sullivan 2a edición México Ed trillas


31 Marzo, 2019, 03:36 am
Respuesta #5

TheMagi

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31 Marzo, 2019, 03:56 am
Respuesta #6

Masacroso

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página 443

Ok, gracias. He observado que la notación de la I aparece en otros ejercicios, y he deducido que se refiere a la función identidad (además así se verifica en la página 13).

Entonces se trata de demostrar, en el apartado (a), que las funciones en todo \( \Bbb R \) definidas por \( f(x):=x^3 \) y \( g(x):=x^2 \) son uniformemente continuas en los intervalos dados, y dar un valor de \( \delta \) "específico", es decir, que sea constante o dependa de \( \epsilon \).

Para la primera parte una forma de acercarse al problema puede ser ésta: fíjate que \( x^3-y^3=(x-y)(x^2+y^2+xy) \) por tanto tenemos que

\( \displaystyle |x^3-y^3|\le|x-y|(|x^2+y^2|+4)\le|x-y|12,\quad\text{ cuando } x,y\in[0,2] \)

Por lo que si \( |x-y|<\delta \), entonces debido a lo anterior se cumple que \( |x^3-y^3|<12\delta \), y queremos que \( 12\delta\le\epsilon \), por lo que es suficiente con tomar \( \delta:=\epsilon/12 \).

El segundo caso es más fácil que este, así que dejo que lo resuelvas tú.

EDICIÓN.

31 Marzo, 2019, 04:01 am
Respuesta #7

TheMagi

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31 Marzo, 2019, 04:05 am
Respuesta #8

Masacroso

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Gracias me ayudaste bastante

Espera, hay unos errores en lo anterior, ahora lo corrijo.

EDICIÓN: la respuesta anterior ya está corregida, resulta que \( x^3-y^3=(x-y)(x^2+y^2+xy) \), y no como originalmente había puesto \( x^3-y^3=(x-y)(x^2-y^2-xy) \).

31 Marzo, 2019, 10:50 am
Respuesta #9

Fernando Revilla

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