Si uₙ y vₙ convergen a 0, entonces uₙvₙ converge a 0

Demostrar con Lean4 que si \(uₙ\) y \(vₙ\) convergen a \(0\), entonces \(uₙvₙ\) converge a \(0\).

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

1. Demostración en lenguaje natural

Sea \(ε ∈ ℝ\) tal que \(ε > 0\). Tenemos que demostrar que
\[ (∃N ∈ ℕ)(∀n ≥ N)[|(u·v)(n) – 0| < ε] \tag{1} \]
Puesto que el límite de \(uₙ\) es \(0\), existe un \(U ∈ ℕ\) tal que
\[ (∀n ≥ U)[|u(n) – 0| < ε] \tag{2} \]
y, puesto que el límite de \(vₙ\) es \(0\), existe un \(V ∈ ℕ\) tal que
\[ (∀n ≥ V)[|v(n) – 0| < 1] \tag{3} \]
Entonces, \(N = \text{máx}(U, V)\) cumple (1). En efecto, sea \(n ≥ N\). Entonces,
\(n ≥ U\) y \(n ≥ V\) y, aplicando (2) y (3), se tiene
\begin{align}
&|u(n) – 0| < ε \tag{4} \\
&|v(n) – 0| < 1 \tag{5}
\end{align}
Por tanto,
\begin{align}
|(u·v)(n) – 0| &= |u(n)·v(n)| \\
&= |u(n)|·|v n| \\
&< ε·1 &&\text{[por (4) y (5)]} \\
&= ε
\end{align}

2. Demostraciones con Lean4

Se puede interactuar con las demostraciones anteriores en Lean 4 Web.

3. Demostraciones con Isabelle/HOL

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