Skip to content
Open
Show file tree
Hide file tree
Changes from all commits
Commits
File filter

Filter by extension

Filter by extension

Conversations
Failed to load comments.
Loading
Jump to
Jump to file
Failed to load files.
Loading
Diff view
Diff view
16 changes: 15 additions & 1 deletion 00-initial-knowledge.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -23,4 +23,18 @@ numbering:

:::{tip} Менее формально это означает следующее:
Пусть у нас есть множество $X$ непустых множеств $A_\alpha$, где $\alpha$ пробегает какое-то непустое множество индексов $I.$ Тогда аксиома выбора утверждает, что в каждом $A_\alpha$ можно выбрать элемент из $A_\alpha.$
:::
:::

:::{prf:remark}
Если дано множество $X$ и есть какое-то семейство $\{Y_\alpha \}_{\alpha \in A}$ каких-то подмножств множества $X$, где $A$ какое-то множество индексов (необязательно счётное), то имеют место следующие формулы (=формулы де Моргана)

(axiom-of-choice_dM1)=
$$
X \setminus \bigcup_\alpha Y_\alpha = \bigcap_\alpha (X \setminus Y_\alpha), \\
$$

(axiom-of-choice_dM2)=
$$
X \setminus \bigcap_\alpha Y_\alpha = \bigcup_\alpha (X \setminus Y_\alpha)
$$
:::
2 changes: 1 addition & 1 deletion 02-limit-of-a-sequence.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -20,7 +20,7 @@ numbering:
:::{prf:example}

1. $\m{x} = \{1,1,1,\ldots,\}$. т. е. $\m{x} = (x_n)$, где $x_n = 1$ при каждом $n \in \mathbb{N}.$
2. $\m{x} = \{1,-1,1,-1,1,-1,\ldots, \}$ т. е. $\m{x} = (x_n)$, где $x_n = (-1)^n$ при каждом $n \in \mathbb{N}.$
2. $\m{x} = \{-1,1,-1,1,-1,1,\ldots, \}$ т. е. $\m{x} = (x_n)$, где $x_n = (-1)^n$ при каждом $n \in \mathbb{N}.$
3. $\m{x} = \{1,2,3,4, \ldots,\}$ т. е. $\m{x} = (x_n)$, где $x_n = n$ при каждом $n \in \mathbb{N}.$

:::
Expand Down
2 changes: 1 addition & 1 deletion 03-some-limit-properties.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -94,7 +94,7 @@ $$

:::{prf:lemma} **Лемма о зажатой последовательности**
:name: squeezy
Пусть даны такие последовательности $(a_n), (b_n), (c_n)$, что $a_n<b_n<c_n$ для всех $n$, $\lim_{n \to \infty} a_n = \lim_{n \to \infty} c_n = a$, тогда $\lim_{n \to \infty} b_n = a.$
Пусть даны такие последовательности $(a_n), (b_n), (c_n)$, что $a_n \le b_n \le c_n$ для всех $n$, $\lim_{n \to \infty} a_n = \lim_{n \to \infty} c_n = a$, тогда $\lim_{n \to \infty} b_n = a.$
:::
:::{prf:proof}
:class: dropdown
Expand Down
4 changes: 2 additions & 2 deletions 35-positive-series.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -154,7 +154,7 @@ $$
q - \varepsilon < \frac{x_{n+1}}{x_n} < q + \varepsilon.
$$

Если $q<1$, то пусть $q+\varepsilon <1$, тогда для всех $n \ge N$, $\frac{x_{n+1}}{x_n} \le 1$, тогда по доказанному признаку (1) ряд $(x_n)$ сходится.
Если $q<1$, то пусть $q+\varepsilon <1$, тогда для всех $n \ge N$, $\frac{x_{n+1}}{x_n} < 1$, тогда по доказанному признаку (1) ряд $(x_n)$ сходится.

Если $q>1$, то возьмём $\varepsilon >0$ такое, что $q-\varepsilon >1$. Но
$$
Expand Down Expand Up @@ -240,7 +240,7 @@ $$

## Инвариантность суммы

Докажем инвариантность суммы сходящегося положительного ряда при произвольной перестановки его элементов.
Докажем инвариантность суммы сходящегося положительного ряда при произвольной перестановке его элементов.

:::{prf:theorem}
:name: comm_for_positive_series
Expand Down
2 changes: 1 addition & 1 deletion 37-absolute-and-conditional-convergence.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -367,7 +367,7 @@ $$
0 < \alpha - \left( \sum_{i=1}^{p_{k+1}} x_i^+- \sum_{j=1}^{q_{k+1}}x_j^- \right) \le x_{q_{k+1}}^-.
$$

А тогда, согласно [](#conditional_convergence_and_x_n), $\lim_{k \to \infty}x_{p_k+1}^+ = 0$, то по [лемме о зажатой последовательности](#squeezy)) и [](#lim(a_n-a)=0) получаем, что
А тогда, согласно [](#conditional_convergence_and_x_n), $\lim_{k \to \infty}x_{q_{k+1}}^- = 0$, то по [лемме о зажатой последовательности](#squeezy)) и [](#lim(a_n-a)=0) получаем, что

(S_kk1a)=
\begin{equation}
Expand Down
6 changes: 3 additions & 3 deletions 47-openness-and-closeness.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -154,7 +154,7 @@ $$\begin{align*}
$$
\widetilde{\mathscr{U}}:=\bigcup_{x\in \mathscr{U}}\mathscr{V}_x,
$$
и покажем, что $\widetilde{\mathscr{U}} = \mathscr{U}$. Пусть $y\in \widetilde{\mathscr{U}}$, тогда существует хотя бы один $\mathscr{V}_x$, что $y \in \mathscr{V}_x$, но так как $\mathscr{V}_x \subseteq \mathscr{U}$, то $y \in \mathscr{U}$, поэтому $\widetilde{\mathscr{U}} \subseteq \mathscr{U}.$ Пусть теперь $x \in \mathscr{U}$, но тогда, согласно условию, существует такой $\mathscr{V}_x$, что $x \in \mathscr{U}_x \subseteq \mathscr{U}$, но тогда $x \in \widetilde{\mathscr{U}}$, потому что $\widetilde{\mathscr{U}} = \cup_{x \in \mathscr{U}}\mathscr{V}_x$, т.е. $\mathscr{U} \subseteq \widetilde{\mathscr{U}}$, а значит, $\mathscr{U} = \widetilde{\mathscr{U}}.$
и покажем, что $\widetilde{\mathscr{U}} = \mathscr{U}$. Пусть $y\in \widetilde{\mathscr{U}}$, тогда существует хотя бы один $\mathscr{V}_x$, что $y \in \mathscr{V}_x$, но так как $\mathscr{V}_x \subseteq \mathscr{U}$, то $y \in \mathscr{U}$, поэтому $\widetilde{\mathscr{U}} \subseteq \mathscr{U}.$ Пусть теперь $x \in \mathscr{U}$, но тогда, согласно условию, существует такой $\mathscr{V}_x$, что $x \in \mathscr{V}_x \subseteq \mathscr{U}$, но тогда $x \in \widetilde{\mathscr{U}}$, потому что $\widetilde{\mathscr{U}} = \cup_{x \in \mathscr{U}}\mathscr{V}_x$, т.е. $\mathscr{U} \subseteq \widetilde{\mathscr{U}}$, а значит, $\mathscr{U} = \widetilde{\mathscr{U}}.$

Так как, согласно условию, каждый $\mathscr{V}_x$ — открытое множество, то согласно [](#union_and_cap_of_open), $\mathscr{U}$ — открытое множество, что и требовалось доказать.
:::
Expand Down Expand Up @@ -280,7 +280,7 @@ $$\begin{align*}
:nonumber:
Пусть $\{F_\alpha\}_{\alpha \in A}$ — какое-то семейство замкнутых множеств, тогда, согласно [](#def_of_closed), имеется семейство открытых множеств $\{\mathscr{U}_\alpha\}_{\alpha \in A}$, что $F_\alpha = \mathbb{R}\setminus \mathscr{U}_\alpha$ для любого $\alpha \in A.$

Согласно ([](#dM1)), ([](#dM1)) получаем
Согласно ([1](#axiom-of-choice_dM1)), ([2](#axiom-of-choice_dM2)) получаем
$$\begin{align*}
\bigcup_{i=1}^n F_i &=& \bigcup_{i=1}^n \mathbb{R} \setminus \mathscr{U}_i = \mathbb{R} \setminus \bigcap_{i=1}^n\mathscr{U}_i, \\
\bigcap_{\alpha \in A} F_\alpha &=& \bigcap_{\alpha \in A} \mathbb{R} \setminus \mathscr{U}_\alpha = \mathbb{R} \setminus \bigcup_{\alpha \in A} \mathscr{U}_\alpha,
Expand Down Expand Up @@ -381,7 +381,7 @@ $$
$$
так как каждое $\mathscr{U}(x)$ открыто, то согласно [](#union_and_cap_of_open), $\mathscr{U}$ — открыто.

Покажем, что $F = \mathbb{R} \setminus \mathscr{U}$, согласно ([](#dM1))
Покажем, что $F = \mathbb{R} \setminus \mathscr{U}$, согласно ([1](#axiom-of-choice_dM1))
$$
\mathbb{R} \setminus \mathscr{U} = \mathbb{R} \setminus \bigcup_{x \in \mathbb{R}\setminus F} \mathscr{U}(x) = \bigcap_{x \in \mathbb{R} \setminus F} \mathbb{R} \setminus \mathscr{U}(x).
$$
Expand Down
4 changes: 2 additions & 2 deletions 48-compactness.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -208,9 +208,9 @@ $$
:class: dropdown
:nonumber:

(1) Рассмотрим произвольную точку $x\in K$ и рассмотрим такое открытое покрытие $\{(x-n,x+n)\}_{n=1}^\infty$ для $K$. Так как $K$ — компактно, то из этого покрытия можно выбрать конечное подпокрытие, скажем, $\{ (x-r,x+r) \}_{r=t}^N$, такое, что $K \subseteq \cup_{t=1}^N (x-t, x+t)$. Так как $(x-p,x+p) \subseteq (x-q,x+q)$ при $p<q$, то $\cup_{t=1}^N (x-t, x+t) = (x_N, x+N)$, т.е. $K \subseteq (x-N, x+N)$, что и означает ограниченность $K.$
(1) Рассмотрим произвольную точку $x\in K$ и рассмотрим такое открытое покрытие $\{(x-n,x+n)\}_{n=1}^\infty$ для $K$. Так как $K$ — компактно, то из этого покрытия можно выбрать конечное подпокрытие, скажем, $\{ (x-r,x+r) \}_{r=t}^N$, такое, что $K \subseteq \cup_{t=1}^N (x-t, x+t)$. Так как $(x-p,x+p) \subseteq (x-q,x+q)$ при $p<q$, то $\cup_{t=1}^N (x-t, x+t) = (x-N, x+N)$, т.е. $K \subseteq (x-N, x+N)$, что и означает ограниченность $K.$

(2) Пусть $y \in \overline{K}$, но $y \notin K$. Для каждого $x\in K$ рассмотрим числа $\delta_x, \varepsilon_x >0$, чтобы $\delta_x + \varepsilon_x < |x-y|$, тогда $(x-\delta_x, x+\delta_x) \cap (y-\varepsilon_x, y+\varepsilon_x) = \varnothing.$ Ясно, что $K \subseteq \cup_{x \in K} (x-\delta_x, x+\delta_x)$ и так как $K$ — компактно, то можно найти конечное множество точек $\{x_1,\ldots, x_n\}$ такое, что $K \subseteq \cup_{i=1}^n (x_i-\delta_i, x_i+\delta_i)$, где $\delta_i := \delta_{x_i}$, $1\le i \le n.$ Для всех таких $x_i$ мы выбираем $\varepsilon_i>0$ так, чтобы $(y-\varepsilon_i, y+\varepsilon_i) \cap (x_i-\delta_i, x_i+\delta_i = \varnothing$. Но тогда, полагая $\varepsilon: = \min \{\varepsilon_1, \ldots, \varepsilon_n\}$, получаем, что
(2) Пусть $y \in \overline{K}$, но $y \notin K$. Для каждого $x\in K$ рассмотрим числа $\delta_x, \varepsilon_x >0$, чтобы $\delta_x + \varepsilon_x < |x-y|$, тогда $(x-\delta_x, x+\delta_x) \cap (y-\varepsilon_x, y+\varepsilon_x) = \varnothing.$ Ясно, что $K \subseteq \cup_{x \in K} (x-\delta_x, x+\delta_x)$ и так как $K$ — компактно, то можно найти конечное множество точек $\{x_1,\ldots, x_n\}$ такое, что $K \subseteq \cup_{i=1}^n (x_i-\delta_i, x_i+\delta_i)$, где $\delta_i := \delta_{x_i}$, $1\le i \le n.$ Для всех таких $x_i$ мы выбираем $\varepsilon_i>0$ так, чтобы $(y-\varepsilon_i, y+\varepsilon_i) \cap (x_i-\delta_i, x_i+\delta_i = \varnothing)$. Но тогда, полагая $\varepsilon: = \min \{\varepsilon_1, \ldots, \varepsilon_n\}$, получаем, что
$$
(y-\varepsilon, y+\varepsilon) \cap K \subseteq (y-\varepsilon, y+\varepsilon) \cap \bigcup_{i=1}^n (x_i - \delta_i, x_i+ \delta_i) = \varnothing,
$$
Expand Down