Ejercicios — Capítulo 23

Fecha de última modificación

11 de octubre de 2026

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Las soluciones completas están en ANM-C23_SOLUCIONES.md. Declara dominio, cota universal y alcance de cada extremo. Justifica la brecha, la selección finita de etiquetas y el orden de cuantificadores. No uses antiderivadas ni teorema fundamental.

23.1. Cotas sin extremos alcanzados

Para g(x)=x en(0,1) y g(0)=g(1)=1/2, prueba ínfimo0 y supremo1 sin puntos que los alcancen.

23.2. Restringir disminuye oscilación

Demuestra la cadena de cotas para J⊆K no vacíos y acotados.

23.3. Cuadrado en una pieza

Calcula m,M,ω de x² en[1/4,3/4] y explica por qué la restricción no negativa importa.

23.4. De cotas a testigos

Demuestra que para η>0 hay s con f(s)>M−η y t con f(t)<m+η.

23.5. Dos muestras no controlan

Construye sobre[0,1] una función con muestras0 en0 y1 y oscilación arbitrariamente grande.

23.6. Sumas del cuadrado

Calcula L,U y brecha de x² en la uniforme de cuatro piezas de[0,1].

23.7. Una inserción mejora

Prueba monotonía de L y U al insertar t en una pieza[u,v].

23.8. Cruzar dos particiones

Prueba L(P)≤U(Q) aunque P y Q no sean comparables por refinamiento.

23.9. Brecha cero fuerza constancia

Demuestra que si G(f,P)=0 en una partición de cerrado, f es constante global.

23.10. Una suma no es una cota

Explica por qué S=1/4 y S=3/4 para x en mitades no contradicen monotonía de Darboux al refinar.

23.11. Extremos de conjuntos de sumas

Justifica existencia de \(\ell\) y u y su orden, indicando las hipótesis.

23.12. Una partición para dos aproximaciones

Si \(\ell\)=u=I, construye una partición de brecha menor que ε sin suponer extremos alcanzados.

23.13. La recíproca del criterio

Demuestra que brechas arbitrariamente pequeñas fuerzan \(\ell\)=u.

23.14. Persistencia de precisión

Prueba equivalencia del criterio con una partición cuyos refinamientos todos tienen brecha menor que ε.

23.15. Centro del intervalo certificado

Con L=7/32,U=15/32 e I=1/3, calcula el punto medio, cota y error real.

23.16. Riemann también exige acotación

Prueba acotación de f desde el contrato de C22, sin añadirla como hipótesis.

23.17. Etiquetas próximas a U

Para una partición fija, demuestra U−η<S para alguna familia, sin máximos.

23.18. Un sentido del puente

Deduce Darboux e igualdad de valor desde Riemann usando tolerancia ε/4.

23.19. Cortes omitidos

Si P* tiene q nodos interiores, justifica G(Q)≤G(P*)+4Bq·malla(Q).

23.20. Radio del puente y caso cero

Para B=2,q=3 y brecha buena<ε/2, produce radio suficiente; trata Bq=0.

23.21. Monótona con salto

Sea h=0 para x<1/2 y h=1 para x≥1/2 en[0,1]. Prueba integrabilidad y da cota por malla.

23.22. Lipschitz como certificado

Si L=3 en un intervalo de longitud2, acota la brecha y fabrica malla para brecha<1/100.

23.23. Continua: de local a uniforme

Explica la construcción de radio uniforme por un subcubrimiento finito, evitando escoger radios simultáneamente para todos los centros.

23.24. El margen al tomar supremos

Si todos los valores de una pieza difieren menos que η, explica por qué ω≤η y cómo garantizar brecha<ε.

23.25. Un cerrado importa

Da una función continua en(0,1] que no tenga la cota global usada en la prueba continua de este capítulo.

23.26. Signo de un múltiplo

Demuestra ω(αf)=|α|ω(f) incluyendo α<0 y α=0.

23.27. Producto integrable

Con integrables f,g y cotas Bf,Bg, prueba integrabilidad de fg con particiones comunes.

23.28. Linealidad del valor

Demuestra I(αf+βg)=αIf+βIg desde sumas y radios, sin antiderivadas.

23.29. Producto no multiplicativo

Para f=g=x en[0,1], compara I(fg) e IfIg usando C22.

23.30. Valor absoluto y orden

Prueba |If|≤I|f| y calcula la desigualdad para2x−1 en[0,1] una vez habilitada la aditividad de23.7.

23.31. Restricción a dos lados

Prueba integrabilidad de restricciones al insertar c en una partición buena.

23.32. Pegar dos integrales

Prueba integrabilidad global desde ambas restricciones, con el mismo valor de f(c).

23.33. Aditividad del valor

Demuestra Iab=Iac+Icb mediante sumas concatenadas y brechas.

23.34. Orientar sin nuevas piezas

Si I0,1(x)=1/2 y I1,2(x)=3/2, calcula I2,0(x) e I1,1(x), indicando convenciones.

23.35. Cambiar un nodo

Explica por qué alterar sólo f(c) conserva la integral pero puede cambiar L y U de una partición.

23.36. Cotas exteriores

Si se prueban ai≤f≤bi en cada pieza y f ya es integrable, demuestra el encierro exterior y su certificado medio.

23.37. Elegir resolución de un certificado

Para x², usa las cotas uniformes de Darboux para error de su medio menor que1/100.

23.38. El pico se encierra

Para p(1/2)=1 y p=0 fuera, calcula L,U en P=(0,1/2−r,1/2,1/2+r,1),0<r<1/2, y demuestra integral0.

23.39. Integrable sin brecha cero

Demuestra que el pico anterior no tiene ninguna partición de brecha cero.

23.40. Brecha persistente

Bajo la hipótesis de que f toma0 y1 en toda pieza no degenerada y sólo esos valores, prueba no integrabilidad en[a,b].

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