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Ejercicios de Cálculo
← 3.6 Continuidad uniforme y aplicaciones

Teorema de Heine-Cantor y un δ explícito para √x

Tema
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Dificultad
Avanzado
Método
Teorema de Heine-Cantor y desigualdad |√x − √y| ≤ √|x − y|

Justifica que f(x)=xf(x) = \sqrt{x} es uniformemente continua en [0,4][0, 4] y halla un δ\delta explícito en función de ε\varepsilon.

Ver solución
  1. Teorema de Heine-Cantor: toda función continua en un intervalo cerrado y acotado es uniformemente continua en él. x\sqrt{x} es continua en [0,4][0, 4], así que es uniformemente continua.
  2. Desigualdad auxiliar: si 0≤y≤x0 \le y \le x, entonces x−y≤x−y\sqrt{x} - \sqrt{y} \le \sqrt{x - y}. Elevando al cuadrado (ambos lados son no negativos): x−2xy+y≤x−yx - 2\sqrt{xy} + y \le x - y, que equivale a y≤xyy \le \sqrt{xy}, cierto porque y=yy≤yxy = \sqrt{y}\sqrt{y} \le \sqrt{y}\sqrt{x}.
  3. Por simetría, ∣x−y∣≤∣x−y∣|\sqrt{x} - \sqrt{y}| \le \sqrt{|x - y|} para x,y≥0x, y \ge 0.
  4. Dado ε>0\varepsilon > 0, tomamos δ=ε2\delta = \varepsilon^2: si ∣x−y∣<ε2|x - y| < \varepsilon^2, entonces ∣x−y∣≤∣x−y∣<ε|\sqrt{x} - \sqrt{y}| \le \sqrt{|x - y|} < \varepsilon.

Resultado final: x\sqrt{x} es uniformemente continua en [0,4][0, 4] (de hecho en [0,∞)[0, \infty)), con δ=ε2\delta = \varepsilon^2.