השינוי האחרון נעשה בֹ־28 בינואר 2013 ב־11:56

משתמש:איתמר שטיין


שאלה 2

סעיף א

טענת עזר: אם A,B קבוצות חסומות מלעיל אז


\sup(A+B)=\sup(A)+\sup(B)


הוכחה: נוכיח שהמספר \sup(A)+\sup(B) מקיים את התכונות של \sup(A+B)

  • תכונה א': חסם מלעיל של A+B. הוכחה:


אם x\in A+B אז ניתן לכתוב x=a+b כאשר a\in A, b\in B.

היות ו a\leq \sup(A) ו b\leq \sup(B) מתקיים

x=a+b\leq \sup(A)+\sup(B)


  • תכונה ב': החסם המלעיל הכי קטן. הוכחה:

יהי y איזשהוא חסם מלעיל של A+B

נניח בשלילה ש y<\sup(A)+\sup(B)

אז נקבל ש y-\sup(B)<\sup(A)

ולכן קיים a\in A כך ש y-\sup(B)<a

מכאן נקבל y-a<\sup(B)

ולכן קיים b\in B כך ש y-a<b

ולכן y<a+b\in A+B

בסתירה לכך ש y חסם מלעיל של A+B

לכן בהכרח מתקיים \sup(A)+\sup(B)\leq y

לסיכום: הוכחנו שהמספר \sup(A)+\sup(B) מקיים את שתי התכונות של חסם עליון

ולכן \sup(A+B)=\sup(A)+\sup(B). מש"ל טענת עזר.

עכשיו קל להוכיח את הדרוש:

\sup(A+B+C)=\sup(A+B)+\sup(C)=\sup(A)+\sup(B)+\sup(C)

מש"ל.

סעיף ב

הפרכה פשוטה, ניקח a_n=-\frac{1}{n} ו b_n=\frac{1}{n}

מתקיים שלכל n\in \mathbb{N} a_n<b_n (ולכן בוודאי שזה מקיים כמעט לכל n\in \mathbb{N}).

אבל

\lim_{n\rightarrow \infty}a_n=\lim_{n\rightarrow \infty}b_n=0


שתי הערות: א) כמעט לכל n פירושו: לכל n פרט למספר סופי של מקרים.

אן לחילופין: קיים N\in \mathbb{N} כך שהטענה מתקיימת לכל n>N.

ב) כמובן שהטענה הבאה נכונה

אם a_n\leq b_n ו

\lim_{n\rightarrow \infty}a_n=a,\quad \lim_{n\rightarrow \infty}b_n=b

אז

a\leq b.