Tal vez no le estoy entendiendo bien al concepto de preimagen, pero no me queda claro que el hecho de que exista \( y\in B_0 \) garantice que exista existe \( x\in f^{-1}(B_0) \). No podría ser la preimagen un conjunto vacío?
Bueno, me parece que acá me equivoqué en grande.
Lo que hice mal fue mirar el razonamiento que habías puesto, pero no me fijé en cuál era en realidad el ejercicio.
Así que tenés razón.
Lo que te corregí estaba mal corregido.
Me disculpo por la confusión que te habré causado.
A ver, empecemos de nuevo.
Hipotesis del ejercicio: \( B_0\subset B_1 \).
Equivalencia, por definición de inclusión: \( x\in B_0\Rightarrow{x\in B_1} \)
Se desea probar: \( f^{-1}(B_0)\subset f^{-1}(B_1) \).
Equivalencia, por definicion de inclusión: \( \forall{x:}(x\in f^{-1}(B_0) \Rightarrow{}x\in f^{-1}(B_1)) \).
Así que probemos eso último.
1) Sea \( x\in f^{-1}(B_0) \).
2) Por definición del conjunto \( f^{-1}(B_0) \), se deduce que \( f(x)\in B_0 \).
3) Por hipotesis, \( B_0\subset B_1 \).
4) Por (2) y (3), se deduce que \( f(x)\in B_1 \).
5) Por definición de preimagen, (4) implica que \( x\in f^{-1}(B_1) \).
Bajo la hipótesis (1) se ha demostrado (5).
O sea, se ha probado la validez de la implicación: \( x\in f^{-1}(B_0)\Rightarrow{x\in f^{-1}(B_1)} \).
Pero además eso se ha probado para todo x, sin excepción...
O sea, es verdadero que:
\( \forall{x:}(]x\in f^{-1}(B_0)\Rightarrow{x\in f^{-1}(B_1)}) \)
Ahora aplicamos definición de inclusión, y obtenemos \( f^{-1}(B_0)\subset f^{-1}(B_1) \).
Fijate que acá puse el resumen de la teoría de funciones, sección 2, y está explicado o definido qué son la imagen y la preimagen.
Lo que amerita un cuantificador "existencial" es la imagen.
Yo me había equivocado cuando te corregí. En la definición de preimagen no se pone eso.
Ahí va el link por las dudas:
http://rinconmatematico.com/foros/index.php/topic,28733.msg113147.html#msg113147
Ahora viene otra duda tuya, respecto los conjuntos vacíos.
En teoria de conjuntos es muy común que aparezcan implicaciones vacías.
Se suele decir: "Sea \( x\in\emptyset \), entonces..."
¿Es esto válido?
Esta es una gran cuestión molesta en la teoría.
Lo que se puede hacer es separar las demostraciones en dos casos: uno, el caso en que el conjunto considerado es vacío, y otro, cuando no es vacío.
Eso puede ayudar a aclarar las cosas, y a que las demostraciones no tengan dudas.
Sin embargo, desde un punto de vista lógico, no hay inconveniente en tomar elementos en un conjunto vacío... ¿Por qué?
Hay que recordar lo que significa la operación de "implicación".
Es un "operador lógico". Fijate en la tabla de verdad que puse en la teoría.
Ahí, la tabla tiene 4 entradas, para operandos p,q.
La implicación \( p\Rightarrow{q} \) es verdadera casi siempre: cuando p, q son ambas verdaderas, y cuando el antecedente p es falso.
El unico caso que es falso es cuando el antecedente p es verdadero y el consecuente q es falso.
¿Qué significa esto?
Lo que significa es que la implicación es una "operación de inferencia", una "parte de un razonamiento", pero no es un "validador" de premisas.
Puede que las premisas sean falsas, y que "el razonamiento aún sea correcto".
Justamente, en ese tipo de cosas se basa el método de reducción al absurdo.
Uno parte de algo falso, para demostrar la negación de algo verdadero...
No tiene nada que ver que las premisas sean falsas o verdaderas, lo que ¡mporta es que el razonamiento sea correcto.
Abajo, en la misma teoría, expliqué la definición de razonamiento correcto.
En un razonamiento, sí que se exige que todas las premisas sean verdaderas.
Se exigen dos cosas en el razonamiento Modus Ponens: que el razonamiento sea correcto, o sea que \( p\Rightarrow{q} \) sea siempre verdadero para las premisas consideradas.
Y también se exige que la premisa inicial p sea verdadera.
Luego, el razonamiento permite concluir la verdad de q.
O sea que no es lo mismo una "implicación" que un "si... entonces...".
El "Si ... entonces..." tiene esta estructura:
* Demostrar que son ciertas \( p \), y también \( p\Rightarrow{q}. \)
* Se concluye que \( q \) es cierta.
No se pone un símbolo de \( \Rightarrow{} \) en un "Si ... entonces...", son cosas distintas.
Espero no estar confundiéndote con esto, pero ahí radica la cuestión.
Si uno dijera algo como "Si \( x\in A \), entonces \( x\in B \)...", ese razonamiento sólo sería válido si A no fuera un conjunto vacío.
Si A estuviera vacío, directamente el razonamiento no se aplica.
Porque en este caso podría ser que la implicación \( x\in A\Rightarrow{x\in B} \) sea cierta o demostrable, pero sin embargo la premisa \( x\in A \) sería falsa, por ser A vacío.