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Espaços métricos: unicidade dos limites

Por André Caldas @andrecaldas
    2021-12-03 02:12:56.222Z2021-12-03 11:12:38.747Z

    Série B

    Seja $(X,d)$ um espaço métrico. Suponha que $x_n \in X$ é tal que
    $$
    x_n \rightarrow a\quad\text{e}\quad x_n \rightarrow b.
    $$
    Ou seja, $x_n$ converge tanto pra $a$ quanto para $b$, então $a = b$.

    Resolvido no post #4, clique para visualizar
    • 3 respostas
    1. J
      Jonatas da Silva Peralta @JonatasPeralta
        2021-12-03 12:16:45.776Z2021-12-03 12:38:05.321Z

        Seja $x_{n}$ uma sequência no espaço métrico (X,d).
        E sejam $a,b$ $\in$ X, de tal forma que
        $ x_{n }$ $\rightarrow a$ e $ x_{n}$ $\rightarrow b $
        Dado $\epsilon >0$ arbitrário,
        existe $n_{0}$ $\in$ $\mathbb{N}$ tal que $ n>n_{0}$ $\Rightarrow$ $d(x_{n},a)<\epsilon$.
        E ainda, existe um $n_{1}$ $\in$ $\mathbb{N}$ tal que $n>n_{1}$$\Rightarrow$ $d(x_{n},b)<\epsilon$.
        Tomemos então $n \in$ $\mathbb{N}$ maior do que $n_{0}$ e $n_{1}$. Então ,
        $d(a,b)\leq d(x_{n},a)+d(x_{n},b)<2\epsilon$
        Segue que, $0\leq d(a,b)<2\epsilon$ para todo $\epsilon>0$.
        E isto, nos dá que $d(a,b)=0$ ,e portanto, $a=b$

        1. AAndré Caldas @andrecaldas
            2021-12-03 12:24:05.518Z

            Releia tudo o que você escreveu... e escreva bem bonito!

            1. Em espaços métricos, é comum escrevermos $\lim x_n = a$, justamente porque o limite, quando existe, é único. Mas se você está demonstrando que é único... $\lim x_n = a$ não é uma boa notação! :-)

            2. Faça parágrafos e tal... seja bem gentil com quem vai ler!

            Veja esse exemplo.

          • D
            Em resposta aandrecaldas:
            Diovana de Oliveira Mussolin @diovanamussolin
              2021-12-04 22:57:00.153Z2021-12-04 23:17:01.244Z

              Sejam $(X, d)$ um espaço métrico e $x_n \in X$ uma sequência de pontos de $X$. Suponha que $$x_n \longrightarrow a \quad \text{ e } \quad x_n \longrightarrow b,$$ com $a, b \in X$.

              Como $x_n$ converge para $a$, pela definição de convergência, dado $\epsilon > 0$ arbitrário, existe $N_1 \in \mathbb{N}$ tal que, para $N \geq N_1$, temos $$d(x_n,a) < \frac{\epsilon}{2}.$$
              Agora, como $x_n$ converge para $b$, pela definição de convergência, para este mesmo $\epsilon > 0$ arbitrário que tomamos anteriormente, existe $N_2 \in \mathbb{N}$ tal que, para $N \geq N_2$, temos $$d(x_n,b) < \frac{\epsilon}{2}.$$

              Sendo assim, tomando $N_0 = máx${$N_1,N_2$}, tal que $ N \geq N_0$, temos
              $$d(a,b) \leq d(x_n,a) + d(x_n, b) \leq \frac{\epsilon}{2} + \frac{\epsilon}{2} = \epsilon. $$
              Como $\epsilon > 0$ é arbitrário, e $0 \leq d(a,b)< \epsilon$, então $ d(a,b) =0$. Portanto, $a=b$.