Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

Assignment 2

MAT2125-A00

Information about assignment 2.

• The deadline of assignment 2 is March 15 11:59pm (Ottawa time).

•  Please submit a single pdf file for your solution and name it in the format: Name Student ID Number A2.pdf

 

•  Please include your name and student ID number in your uploaded pdf file.

• You are allowed to collaborate with your classmates in solving the problems.

1.   (a)  (2 points) Verify the identity

1                    1                          4

k(k + 2)     (k + 2)(k + 4)     k(k + 2)(k + 4) ,

(b)  (3 points) Show that

X k(k + 2)(k + 4) = 96 .

∀ k ∈ N.              (1)

(2)

2.  Determine whether or not the following series are convergent. You need to sketch a short proof.

(a)  (2 points)

X nn .                                                    (3)

(b)  (3 points)

X n3 + 1 .                                                 (4)

3.  (5 points) Consider the Dirichlet function

f : R → R,    f(x) =

Show that the Dirichlet function is nowhere continuous.

4.  Use the “ϵ − δ” argument to verify the following limits.

(a)  (2 points)

lim            = 2.                                             (6)

(b)  (3 points)

x(l) x · sin    = 0.                                          (7)

5.  Let f : [0, 1] → R be a continuous function. If f(x) = 0 for any x ∈ Q ∩ [0, 1], show that f ≡ 0 on [0, 1]

Hint. Q ∩ [0, 1] is dense in [0, 1].

6.  Let A ⊂ R. A function f : A → R is Lipschitz continuous if there is a positive number

M > 0 such that

f(x) − f(y)  ⩽ M x − y ,    ∀ x,y ∈ A.                               (8)

(a)  (2 points) Show that a Lipschitz function must be uniformly continuous. (b)  (3 points) Consider the function

h : [0, 1] → R,    h(x) =  .                                    (9)

Show that h is uniformly continuous on [0, 1] but not Lipschitz.

 

Hint. The function h is the inverse of the continuous function g : [0, 1] → [0, 1],g(x) = x2 . Take y = 0 in (8) and show that limx→0 h(x)/x = ∞ .