Sequências de Cauchy e completude

Provavelmente você vai querer saber os resultados da lista de sequências.

Seja $(X, d)$ espaço métrico. Dizemos que uma sequência $(x_n)_{n \in \mathbb N}$ é uma sequência/Cauchy; sequência de Cauchy se, para todo $\varepsilon \in \mathbb R_{>0}$ existe $n_0 \in \mathbb N$ tal que, se $m, n \geq n_0$ então $d(x_n, x_m) < \varepsilon$.

1 Mostre que toda sequência convergente é uma sequência de Cauchy.Solução

2 Mostre que se $(x_n)_{n \in \omega}$ é uma sequência de Cauchy, então $\{x_n: n \in \omega\}$ é um conjunto limitado.

3 Joãozinho acha que a definição de sequência de Cauchy poderia ser: para todo $\varepsilon > 0$, existe $n_0$ tal que, para todo $n > n_0$, $d(x_n, x_{n + 1}) < \varepsilon$. Joãozinho está certo?

4 Considere $X = ]0, +\infty[$ com a métrica usual. Mostre que $(\frac{1}{n +1})_{n \in \mathbb N}$ é uma sequência de Cauchy que não é convergente.

5 Mostre que toda subsequência de uma sequência de Cauchy é uma sequência de Cauchy.

6 Seja $(x_n)_{n \in \mathbb N}$ sequência de Cauchy. Mostre que, se $(x_{n_k})_{k \in \mathbb N}$ é uma subsequência convergente para $x$, então $(x_n)_{n \in \mathbb N}$ é também uma sequência convergente para $x$.Solução

Seja $(X, d)$ espaço métrico. Dizemos que $X$ é espaço/completo; completo se toda sequência de Cauchy é convergente.

7 Seja $(X, d)$ métrico. Seja $F \subset X$ subespaço completo. Mostre que $F$ é fechado.Solução

8 Seja $(X, d)$ completo. Mostre que se $F \subset X$ é fechado, então $F$ é completo.

9 Mostre que $(X,d)$ é completo se, e somente se, toda intersecção de fechados $(F_n)$ não vazios tais que:

é um unitário $\bigcap F_n = \{x\}$.