demostraciones acerca del axiom supremo

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Apuntes de Calculo diferencial 1.3 Propiedades de los números reales. Dr. Juan M. Camacho 1 Axioma del supremo Antes de presentar el axioma del supremo, axioma de los números reales, debemos estudiar una serie de definiciones que sirven para acotar conjuntos: cotas superiores e inferiores, máximos y mínimos, supremos e ínfimos. Acotado superiormente Un conjunto ܣes acotado superiormente si existe un real ܯque es mayor que todos los elementos del conjunto ܣ. A este número ܯ, se le llamará cota superior de ܣ. Cualquier otro real mayor que ܯserá una cota superior de ܣ. Acotado inferiormente Un conjunto ܣes acotado inferiormente si existe un real que es menor que todos los elementos del conjunto ܣ. A este número , se le llamará cota inferior de ܣ. Cualquier otro real menor que , también será una cota inferior de ܣ. Un conjunto acotado superior e inferiormente se dice acotado. Ejemplo 1 Sea el conjunto A=(inf,5). Este intervalo es acotado superiormente, una cota superior es 5, y el conjunto de las cotas superiores es [5,inf). El intervalo no es acotado inferiormente pues no hay un número menor al infinito. Sea el conjunto B=[1,3]. Este intervalo es acotado superiormente, una cota superior es 3, y el conjunto de las cotas superiores es [3,inf). El intervalo es acotado inferiormente, una cota inferior es 1 y el conjunto de las cotas inferiores es (inf, 1].

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  • ApuntesdeCalculodiferencial1.3Propiedadesdelosnmerosreales.

    DDrr..JJuuaannMM..CCaammaacchhoo

    1

    Axiomadelsupremo

    Antesdepresentarelaxiomadelsupremo,axiomadelosnmerosreales,debemosestudiarunaseriededefinicionesquesirvenparaacotarconjuntos:cotassuperiorese inferiores,mximosymnimos,supremosenfimos.

    Acotadosuperiormente

    Un conjunto es acotado superiormente si existe un real que es mayor que todos loselementosdelconjunto.Aestenmero,selellamarcotasuperiorde.Cualquierotrorealmayorqueserunacotasuperiorde.

    Acotadoinferiormente

    Unconjunto esacotadoinferiormentesiexisteunrealqueesmenorquetodosloselementosdelconjunto.Aestenmero,selellamarcotainferiorde.Cualquierotrorealmenorque,tambinserunacotainferiorde.

    Unconjuntoacotadosuperioreinferiormentesediceacotado.

    Ejemplo1

    SeaelconjuntoA=(inf,5).Este intervaloesacotadosuperiormente,unacotasuperiores5,yelconjuntodelascotassuperioreses[5,inf).Elintervalonoesacotadoinferiormentepuesnohayunnmeromenoralinfinito.

    Seael conjuntoB=[1,3].Este intervaloes acotado superiormente,una cota superiores3, yelconjuntodelascotassuperioreses[3,inf).Elintervaloesacotadoinferiormente,unacotainferiores1yelconjuntodelascotasinferioreses(inf,1].

  • ApuntesdeCalculodiferencial1.3Propiedadesdelosnmerosreales.

    DDrr..JJuuaannMM..CCaammaacchhoo

    2

    Mximo

    DiremosqueunconjuntoAposeemximo,siposeeunacotasuperiorquepertenecealconjunto.

    Mnimo

    DiremosqueunconjuntoAposeemnimo,siposeeunacotainferiorquepertenecealconjunto.

    Ejemplo2

    SeaA=(inf,5).Noposeemximo,yaqueelconjuntodetodaslascotassuperioreses[5,inf),pero5nopertenecealconjunto.

    SeaelconjuntoB=[1,3].Poseecomomnimoa1ycomomximoa3.

    Supremo

    Diremosqueun conjunto posee supremo, siexisteun real que satisface lasdos siguientescondiciones:

    1. esunacotasuperiorde.2. cualquierotracotasuperiordeesmayorque.

    Elsupremode,sedenotapor .

    nfimo

    Diremos que un conjunto posee nfimo, si existe un real que satisface las dos siguientescondiciones:

    1. esunacotainferiorde2. cualquierotracotainferiordeesmenorque.

    Elnfimode,sedenotapor .

  • ApuntesdeCalculodiferencial1.3Propiedadesdelosnmerosreales.

    DDrr..JJuuaannMM..CCaammaacchhoo

    3

    Ejemplo3

    Sea el conjunto A=(inf,5). Tiene como supremo el valor de 5, ya que 5 es cota superior delconjuntoycualquierotracotasuperiordeAsermayorque5.Notienenfimopuesnoestacotainferiormente.Estoes, 5.

    SeaelconjuntoB=[1,3].Estacotasuperioreinferiormenteytienea1comonfimoya3comosupremo(1esmnimoy3esmximo).Estoes, 3, 1.

    Ejemplo4

    Resumimos ahora las caractersticas anteriores en el caso de intervalos, dados y nmerosrealescon .

    min max inf sup

    , , , ,

    , , , ,

    Links:

    http://www.old.dim.uchile.cl/~docencia/calculo/material/presentacion_semana/Semana08_print.pdfhttp://wmatem.eis.uva.es/~matpag/CONTENIDOS/Reales/marco_reales.htmhttp://matematicas.bach.uaa.mx/Descargas/Alumnos/Algebra/mate1u6.pdf