Denkanstoß liminf / limsup für Mengenfolgen

Aufrufe: 1034     Aktiv: 05.04.2021 um 19:10

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Hey, kann mir vielleicht jemand einen Denkanstoß geben warum die Limes inferior Definition, wo man zuerst schneidet und danach vereinigt "kleiner gleich" der Limes superior Definition sein muss, wo man zuerst vereint und dann schneidet. Intuitiv hätte ichs genau anders rum gemacht und deshalb verwechsle ich die Definitionen auch immer.
Wäre echt nett, wenn mir jemand auf die Sprünge helfen kann. Danke im Voraus.
Definitionen:
\( \liminf_{n\rightarrow \infty} A_n =\bigcup_{k \in \mathbb{N}} (\bigcap_{n\geq k} A_n) \)
\( \limsup_{n\rightarrow \infty} A_n =\bigcap_{k \in \mathbb{N}} (\bigcup_{n\geq k} A_n) \)
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Zum Nachweis der Inklusion betrachten wir ein beliebiges Element \( x \in \lim \inf_{n \to \infty} A_n \) und zeigen, dass auch \( x \in \lim \sup_{n \to \infty} A_n \) gilt.

Wenn \( x \in \cup_{k \in \mathbb{N}} ( \cap_{n \ge k} A_n ) \) ist, dann bedeutet das ja, dass es ein \( k_0 \in \mathbb{N} \) geben muss, sodass \( x \in \cap_{n \ge k_0} A_n \) ist. Das bedeutet wiederum, dass \( x \in A_n \) für alle \( n \ge k_0 \) gelten muss. Insbesondere gibt es nun zu jedem \( k \in \mathbb{N} \) ein \( n_0 \ge k \), sodass \( x \in A_{n_0} \) ist (Wir können beispielsweise \( n_0=\max\{k,k_0\} \) wählen). Das heißt, dass \( x \in \cup_{n \ge k} A_n \) für alle \( k \in \mathbb{N} \) gilt. Und somit muss \( x \in \cap_{k \in \mathbb{N}} (\cup_{n \ge k} A_n) \) sein.

Der Beweis erfordert eigentlich keine tiefergehenden Kenntenisse, sondern nur die Definitionen von Vereinigungen und Schnitten von Mengen. Ich hoffe, dass das soweit verständlich ist und dass ich dir damit helfen konnte.
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Student, Punkte: 7.02K

 

Danke vielmals, das hat auf alle Fälle geholfen!   ─   grammel 05.04.2021 um 19:09

Sehr gerne :)   ─   42 05.04.2021 um 19:10

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