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

Mathematics 2C - Introduction to Real Analysis

2020

1.   (i)   For each of the following sets, state whether the infimum exists and whether the supremum exists, and give their values when they do.  You do not need to justify your answers.

(a)  X = [-2, 4) u (-3, 2) u [3, 7].

(b)  Y =I 4  + 2 | x < -4.

(c)  Z = {x e R | (x + 1)2  < 2}.

(ii)  Let A be a set which has an infimum and supremum, with inf(A) > 0. Define the set B by:

B = {a2 + 2a +  | a e A} .

Prove that sup(B) exists.

2.   (i)   Prove directly from the definition that the following sequence converges: x  =  + 3.

(ii)  Calculate the limit

。(l)  - n,

stating clearly all properties of limits used.

(iii) Prove directly from the definition that the following sequence does not con-

verge to

any

limit:

y  =

 

if n is divisible by 3; otherwise.

3.   (i)   Prove that the sequence x  = (2 + 3) ←/。  is convergent.                               

(ii)  Suppose (x) is a sequence such that 会(会)   → 0 as n o.  Show that

x  → 2 as n o.                                                                                                          

4.  For each of the series below, determine whether they converge or diverge. Justify

your answers clearly, referring to any results or tests you use from the course. Any answer with no justication will receive no marks.

(i)

&   7

。车  n!

 

(ii)

&

2         

3 - cos(2n)

。车

 

(iii)

&        n3 - n     

3n4 + 3n2 + 2

。车

 

5.   (i)   Give an example of a conditionally convergent series with sum zero.  Prove that your series is convergent.

 

(ii)  Suppose that      a  is a convergent series.  Must      a。(2)  also converge?

Either give a proof or give a counterexample.

 

6.   (i)   Prove, directly from the denition of continuity, that the function f : R R given by f (x) = 4x - 7 is continuous.

 

(ii)  Let f : R R be the function

f (x) = ,0(x) sin(

Show that f is continuous at 0 e R.

 

(iii) Let f : [-1, 1] →  [0, 2] be a continuous function.  Show that there exists a point x e [-1, 1] for which f (x) = 1 - x.