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

MATH0051: Analysis 4 – Real Analysis

2019-2020

1. Let (V, | · |) be a normed space and define

d(x, y) = 

if x  y,

if x = y.

(i) Prove that (V, d) is a metric space.             (ii) Describe all convergent sequences in (V, d). (iii) Prove that (V, d) is complete.

(iv) In the case V = _ with | · | = | · |, describe the open balls Bn (0, 1), Bn (1, 1) and Bn (2, 3) in the metric space (V, d).

(v) In the case V = _ with || · || = | · |, describe all continuous functions from (V, d) to (_, | · |) and from (V, d) to (V, d).

 

2.  Consider the series

o    (ez + nl )oR2

/2o

Which of the following statements are true and which are false?

(i) The series converges pointwise for x ∈ [0, ∞).

(ii) The series converges uniformly for x ∈ [0, ∞).

(iii) The series converges pointwise for x ∈ [0, 1].

(iv) The series converges uniformly for x ∈ [0, 1].

(v) The series can be uniformly approximated for x ∈ [0, ∞) by a sequence of poly- nomials.

(vi) The series can be uniformly approximated for x ∈ [0, 1] by a sequence of poly-

nomials.

Justify your answers.


3. Which of the following subsets of C[0, 1] are compact?

(i)  {cos(ax) + b : a ≥ 0, b ∈ [2, 3]} (ii)  {cos(ax) + b : a ∈ [1, 2], b ≥ 0}

(iii)  {cos(ax) + b : a ∈ [1, 2], b ∈ (2, 3]}

(iv)  {cos(ax) + b : a [1, 2], b [2, 3]}

Justify your answers.

 

4.  Consider the metric space (_, d), where

d(x, y) = 

Which of the following mappings T : _ → _ are contraction mappings on (_, d)?

(i) T (x) =  ;

(ii) T (x) =  cos(x).

(iii) T (x) = sin(x);

Let T be an injective contraction mapping on (_, d).

(vi) Find the fixed point of T.

Now let ϕ : [0, ∞) → [0, ∞) be an injective contraction mapping on ([0, ∞), | · |) with a fixed point a, and consider the mapping T (x) = ϕ(|x|).

(v) For which values of a is T a contraction mapping on (_, d)?

Justify all your answers.