Autor Tema: Conjuntos densos

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28 Enero, 2023, 09:04 am
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Mauricio Rodríguez

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Sean \( (X, d) \) un espacio métrico, \( A\subseteq X \) denso en \( X \) y \( M>0 \) tales que \( d(x, y)\leq M \) para todo \( x, y\in A \).
Demuestre que \( d(x, y)\leq M \) para todo \( x,y\in X \).

28 Enero, 2023, 10:16 am
Respuesta #1

Eparoh

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Hola.

Recuerda que, por definición, que \( A \) sea denso en \( X \) quiere decir que su clausura, \( \overline{A} \), es todo \( X \).

Por tanto, dados \( x, y \in X \) tenemos que \( x, y \in \overline{A} \) y, por tanto, puedes construir dos sucesiones \( \{x_n\}, \{y_n\} \) contenidas en \( A \) tales que \( d(x,x_n) \leq 1/2n \) y \( d(y,y_n) \leq 1/2n \) para cada \( n \) natural (intenta completa tú los detalles de esto si no lo sabías de antes).

Con esto, observa que para cada natural \( n \), como \( x_n, y_n \in A \) se cumple que

\( d(x,y) \leq d(x,x_n) + d(x_n,y_n) + d(y_n,y) \leq \dfrac{1}{2n} + M + \dfrac{1}{2n} = M + \dfrac{1}{n} \)

Tomando entonces límites cuando \( n \) tiende a infinito, obtienes que, efectivamente, \( d(x,y) \leq M \).

Un saludo.