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Ejercicios de Cálculo
← 3.6 Continuidad uniforme y aplicaciones

x² no es uniformemente continua en ℝ

Tema
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Dificultad
Avanzado
Método
Negación de la definición con sucesiones

Demuestra que f(x)=x2f(x) = x^2 no es uniformemente continua en R\mathbb{R}.

Ver solución
  1. Negación de la definición: existe ε>0\varepsilon > 0 tal que para todo δ>0\delta > 0 hay x,yx, y con ∣x−y∣<δ|x - y| < \delta pero ∣f(x)−f(y)∣≥ε|f(x) - f(y)| \ge \varepsilon.
  2. Tomamos xn=n+1nx_n = n + \frac{1}{n} e yn=ny_n = n. Entonces ∣xn−yn∣=1n→0|x_n - y_n| = \frac{1}{n} \to 0: los puntos se acercan tanto como se quiera.
  3. Sin embargo, ∣f(xn)−f(yn)∣=(n+1n)2−n2=2+1n2≥2|f(x_n) - f(y_n)| = \left(n + \frac{1}{n}\right)^2 - n^2 = 2 + \frac{1}{n^2} \ge 2.
  4. Con ε=2\varepsilon = 2: dado cualquier δ>0\delta > 0, elegimos nn con 1n<δ\frac{1}{n} < \delta, y el par xn,ynx_n, y_n viola la condición. No existe un δ\delta común a todo R\mathbb{R}, porque la función se vuelve cada vez más empinada.

Resultado final: f(x)=x2f(x) = x^2 es continua en R\mathbb{R}, pero no uniformemente continua.