¿Mostrar que este conjunto AAA es cerrado, acotado y no compacto?

Dejar

yo 1 ( norte ) = { ( X norte ) norte norte = 0 | X norte |   converge } ,
el espacio de todas las sucesiones cuyas series asociadas convergen absolutamente. En este espacio consideramos la métrica
d 1 ( ( X norte ) norte , ( y norte ) norte ) = norte = 0 | X norte y norte | .
Ahora considere el subconjunto
A = { X yo 1 ( norte ) d 1 ( X , 0 ) = 1 } .
necesito demostrar que A es cerrado, acotado y no compacto.

Te agradecería si me señalas los errores que cometí.

Intentar:

Cerrado: dejar ( X norte ) norte ser una secuencia en A , tal que ( X norte ) ( y norte ) Para el d 1 métrico, donde ( y norte ) norte yo 1 ( norte ) . quiero demostrar que ( y norte ) norte A , es decir, que d 1 ( y norte , 0 ) = 1 . Dejar ϵ > 0 . Desde ( X norte ) ( y norte ) , existe un norte 0 norte tal que

k = norte 0 + 1 | X k y k | < ϵ / 2.
Así que por la desigualdad del triángulo
k = norte 0 + 1 | y k | k = norte 0 + 1 | y k X k | + k = norte 0 + 1 | X k | < ϵ / 2 + k = norte 0 + 1 | X k |
Resulta que
k = 0 | y k | = k = 0 norte 0 | y k | + k = norte 0 + 1 | y k | < ϵ / 2 + 1
desde k | X k | = 1. Desde ϵ > 0 fue arbitrario, esto demuestra que k | y k | = 1 y entonces ( y norte ) norte A .

Acotado: Let METRO = 2 . Dejar X , y A . Entonces d 1 ( X , y ) d 1 ( X , 0 ) + d 1 ( 0 , y ) = 1 + 1 = 2 = METRO . Por eso A está ligado.

No compacto: quiero encontrar una secuencia en A que no tiene subsecuencia convergente, o una cubierta abierta de A que no tiene una subcubierta finita. Pero me falta inspiración aquí en este momento. Cualquier ayuda es apreciada.

Respuestas (2)

Tenga en cuenta que d 1 ( X , 0 ) = norte = 0 | X norte | es el 1 norma X 1 de X , entonces A es la esfera unitaria (el límite de la bola unitaria). En general, la esfera unitaria y la bola unitaria de un espacio vectorial normado son compactas si y solo si el espacio es de dimensión finita. Desde 1 ( norte ) es de dimensión infinita, A no es compacto.

Para ver esto, recuerda que la compacidad secuencial es equivalente a la compacidad en espacios métricos. Entonces 1 ( norte ) si y solo si toda sucesión tiene una subsucesión convergente. Dejar { mi ( norte ) : norte norte } ser la base canónica de 1 ( norte ) . Entonces mi ( norte ) 1 = 1 para todos norte , entonces mi ( norte ) A , pero { mi ( norte ) } claramente no tiene una subsecuencia convergente.

Sugerencia para la no compacidad: Sea X norte = ( 0 , 0 , , 0 , 1 , 0 , ) ser la secuencia de solo ceros excepto en el número de componente norte , donde hay un 1 .

De lo contrario, se ve bien.