2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Равномерная непрерывность на ограниченном множестве
Сообщение16.08.2025, 08:36 
Задача. Доказать, что если функция $f$ равномерно непрерывна на ограниченном множестве $A$, то множество $f(A)$ также ограниченно.

Мое решение.
Предположим, $f(A)$ не ограничено. Тогда в нем найдется восходящая неограниченная последовательность $|f(z_1)| < |f(z_2)| < ... $ такая, что $|f(z_{n+1})| - |f(z_n)| > 1$ для всех $n$. Поскольку $A$ ограничено, то соответствующая ей последовательность $(z_n)\subseteq A$ будет ограничена. По теореме Больцано-Вейерштрасса, существует сходящаяся подпоследовательность $(z_{n_k}) \to L$.
Определим последовательности $(|f(x_n)|)$ и $(|f(y_n)|)$ как состоящие из четных и нечетных членов последовательности $(|f(z_n)|)$ соответственно. Тогда, поскольку $\lim x_{n_k} = \lim y_{n_k} = L$, то $|x_{n_k} - y_{n_k}| \to 0$. Следовательно, по определению равномерной непрерывности, должно быть $|f(x_{n_k}) - f(y_{n_k})| \to 0$. Но тогда существует такое $n_k$, что $||f(x_{n_k})| - |f(y_{n_k})|| \le |f(x_{n_k}) - f(y_{n_k})| < 1$, что противоречит предположению $|f(z_{n+1})| - |f(z_n)| > 1$ для всех $n$. Следовательно, $f(A)$ должно быть ограниченным.

Нет ли ошибки в рассуждениях? В решебнике к задаче есть решение, но оно какое-то слишком сложное. Мне кажется, что можно попроще.

 
 
 
 Re: Равномерная непрерывность на ограниченном множестве
Сообщение16.08.2025, 12:05 
Аватара пользователя
Вроде все честно.

 
 
 
 Re: Равномерная непрерывность на ограниченном множестве
Сообщение16.08.2025, 13:42 
Combat Zone
Спасибо!

 
 
 [ Сообщений: 3 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group