Provare completezza spazio metrico
Salve, non riesco a provare che $ (C([0,1],R),dmax), dmax(f,g)=max|f(t)-g(t)|, t\in[0,1] $ sia uno spazio metrico completo.
Non so proprio come scrivere una successione di Cauchy generale per vedere la convergenza.
Potete aiutarmi?
Non so proprio come scrivere una successione di Cauchy generale per vedere la convergenza.
Potete aiutarmi?
Risposte
Ci provo:
Osservazione:
Se $f_n$ è una successione di Cauchy in questo spazio, allora comunque scelgo $t' in [0,1]$ la successione in $RR, f_n(t')$, è di Cauchy.
Infatti ho che comunque prendo $\epsilon >0, EEn_\epsilon$ tale che $\forall n,m>n_\epsilon, max{|f_n(t)-f_m(t)|,t in [0,1]}<\epsilon$, e quindi $forall t in [0,1], |f_n(t)-f_m(t)|<\epsilon$, e quindi anche per un qualsiasi $t' in [0,1]$: cio equivale a dire che la successione $f_n(t')$(a valori in $RR$) è di Cauchy.
Sappiamo che $RR$ è completo, quindi $\forall t' in [0,1]$ la successione $f_n(t')$ è convergente, quindi definisco una nuova funzione $l(t)=\lim_{n \to \infty}f_n(t)$.
Devo innanzitutto verificare che tale funzione appartenga a $C([0,1],\RR)$, cioè che sia continua:
Osservo che per quanto detto sopra $\forall \epsilon >0, EEn_\epsilon$ tale che $\forall n,m>n_\epsilon, \forall t in [0,1], |f_n(t)-f_m(t)|<\epsilon$ e l'ultima disuguaglianza la riscriviamo cosi, $f_m(t) -\epsilon
Essendo tale disuguaglianza vera $\forall n,m>n_\epsilon$ allora passando al limite per $n \to \infty$ ottengo che $f_m(t) -\epsilon
Adesso devo provare che la mia successione di funzioni $f_n$ converga proprio a $l$:
Per quanto detto sopra ho che $\forall \epsilon >0, EEn_\epsilon$ tale che $\forall n,m>n_\epsilon$, la disuguaglianza $f_m(t) -\epsilon
$\forall t in [0,1]$ vale $l(t) -\epsilon
$max{|f_n(t)-l(t)|,t in [0,1]}<=\epsilon$ e quindi $\lim_{n \to \infty}f_n=l$
Ti invito ad analizzare bene questa risoluzione perchè puo darsi che abbia fatto errori.
Naturalmente prometto di rivederla e poi di discuterne sul topic appena posso.
Osservazione:
Se $f_n$ è una successione di Cauchy in questo spazio, allora comunque scelgo $t' in [0,1]$ la successione in $RR, f_n(t')$, è di Cauchy.
Infatti ho che comunque prendo $\epsilon >0, EEn_\epsilon$ tale che $\forall n,m>n_\epsilon, max{|f_n(t)-f_m(t)|,t in [0,1]}<\epsilon$, e quindi $forall t in [0,1], |f_n(t)-f_m(t)|<\epsilon$, e quindi anche per un qualsiasi $t' in [0,1]$: cio equivale a dire che la successione $f_n(t')$(a valori in $RR$) è di Cauchy.
Sappiamo che $RR$ è completo, quindi $\forall t' in [0,1]$ la successione $f_n(t')$ è convergente, quindi definisco una nuova funzione $l(t)=\lim_{n \to \infty}f_n(t)$.
Devo innanzitutto verificare che tale funzione appartenga a $C([0,1],\RR)$, cioè che sia continua:
Osservo che per quanto detto sopra $\forall \epsilon >0, EEn_\epsilon$ tale che $\forall n,m>n_\epsilon, \forall t in [0,1], |f_n(t)-f_m(t)|<\epsilon$ e l'ultima disuguaglianza la riscriviamo cosi, $f_m(t) -\epsilon
Adesso devo provare che la mia successione di funzioni $f_n$ converga proprio a $l$:
Per quanto detto sopra ho che $\forall \epsilon >0, EEn_\epsilon$ tale che $\forall n,m>n_\epsilon$, la disuguaglianza $f_m(t) -\epsilon
Ti invito ad analizzare bene questa risoluzione perchè puo darsi che abbia fatto errori.
Naturalmente prometto di rivederla e poi di discuterne sul topic appena posso.