2026年5月31日日曜日

1805: \(1\)-ディメンショナル(次元)ユークリディアンメトリックスペース(計量付き空間)上のアブソリュートにコンバージェント(絶対収束する)シリーズ(級数)に対して、シリーズ(級数)たちで順序たちが変更されたものたちは、同一コンバージェンス(収束ポイント)へコンバージ(収束)する

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\(1\)-ディメンショナル(次元)ユークリディアンメトリックスペース(計量付き空間)上のアブソリュートにコンバージェント(絶対収束する)シリーズ(級数)に対して、シリーズ(級数)たちで順序たちが変更されたものたちは、同一コンバージェンス(収束ポイント)へコンバージ(収束)することの記述/証明

話題


About: メトリックスペース(計量付き空間)

この記事の目次


開始コンテキスト



ターゲットコンテキスト



  • 読者は、\(1\)-ディメンショナル(次元)ユークリディアンメトリックスペース(計量付き空間)上の任意のアブソリュートにコンバージェント(絶対収束する)シリーズ(級数)に対して、シリーズ(級数)たちで順序たちが変更されたものたちは、同一コンバージェンス(収束ポイント)へコンバージ(収束)するという命題の記述および証明を得る。

オリエンテーション


本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。

本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。


本体


1: 構造化された記述


ここに'構造化された記述'のルールたちがある

エンティティ(実体)たち:
\(J\): \(\subseteq \mathbb{N}\)
\(\mathbb{R}\): \(= \text{ 当該ユークリディアンメトリックスペース(計量付き空間) }\)
\(s\): \(: J \to \mathbb{R}\)で、以下を満たすもの、つまり、\(\sum_{j \in J} \vert s (j) \vert = r' \in \mathbb{R}\)
//

ステートメント(言明)たち:
\(\exists r \in \mathbb{R} (\forall f: J \to J \in \{\text{ 全てのバイジェクション(全単射)たち }\} (\sum_{j \in J} s \circ f (j) = r))\)
//


2: 証明


全体戦略: ステップ1: \(\sum_{j \in \{J_1, ..., J_n\}} \vert s \circ f (j) \vert \le r'\)および\(\sum_{j \in J} \vert s \circ f (j) = r''\)であることを見る; ステップ2: \(\sum_{j \in \{J_1, ..., J_n\}} \vert s (j) \vert \le r''\)および\(r' \le r''\)であることを見る; ステップ3: \(\sum_{j \in J} \vert s \circ f (j) \vert = r'\)であると結論する; ステップ4: \(\sum_{j \in J} s \circ f (j) = \sum_{j \in J} 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert + s \circ f (j)) - \sum_{j \in J} 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert - s \circ f (j)) = \sum_{j \in J} 1 / 2 (\vert s (j) \vert + s (j)) - \sum_{j \in J} 1 / 2 (\vert s (j) \vert - s (j)) = \sum_{j \in J} s (j) = r\)であることを見る。

ステップ1:

\(J\)の各先行ファイナイトサブセット(有限部分集合)\(J^` = \{J_1, ..., J_n\}\)に対して、\(J_{n'} := Max (\{f (J_1), ..., f (J_n)\})\)を取ろう、すると、\(\{f (J_1), ..., f (J_n)\} \subseteq \{J_1, ..., J_{n'}\}\)、したがって、\(\{s \circ f (J_1), ..., s \circ f (J_n)\} \subseteq \{s (J_1), ..., s (J_{n'})\}\)、したがって、\(\sum_{j \in \{J_1, ..., J_n\}} \vert s \circ f (j) \vert \le \sum_{j \in \{J_1, ..., J_{n'}\}} \vert s (j) \vert \le r'\)。

したがって、\(\sum_{j \in J} \vert s \circ f (j) \vert = r'' \le r'\)。

ステップ2:

\(f\)はバイジェククティブ(全単射)であるから、インバース(逆)\(f^{-1}: J \to J\)がある。

\(J\)の各先行ファイナイトサブセット(有限部分集合)\(J^` = \{J_1, ..., J_n\}\)に対して、\(J_{n'} := Max (\{f^{-1} (J_1), ..., f^{-1} (J_n)\})\)を取ろう、すると、\(\{J_1, ..., J_n\} \subseteq \{f (J_1), ..., f (J_{n'})\}\)、なぜなら、各\(j \in \{J_1, ..., J_n\}\)に対して、\(f^{-1} (j) \le J_{n'}\)、したがって、\(f (f^{-1} (j))\)は\(\{f (J_1), ..., f (J_{n'})\}\)内に\(f (j')\)として現われる、したがって、\(j = f (j') \in \{f (J_1), ..., f (J_{n'})\}\)、したがって、\(\{s (J_1), ..., s (J_n)\} \subseteq \{s \circ f (J_1), ..., s \circ f (J_{n'})\}\)、したがって、\(\sum_{j \in \{J_1, ..., J_n\}} \vert s (j) \vert \le \sum_{j \in \{J_1, ..., J_{n'}\}} \vert s \circ f (j) \vert \le r''\)。

したがって、\(r' \le r''\)。

ステップ3:

したがって、\(\sum_{j \in J} \vert s \circ f (j) \vert = r'' = r'\)。

ステップ4:

\(\sum_{j \in J} 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert + s \circ f (j))\)のことを考えよう。

各\(j \in J\)に対して、\(0 \le 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert + s \circ f (j)) \le \vert s \circ f (j) \vert\)。

したがって、\(\sum_{j \in J} 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert + s \circ f (j)) = \sum_{j \in J} (1 / 2 (\vert s \vert + s)) \circ f (j) = \sum_{j \in J} (1 / 2 (\vert s \vert + s)) (j) = r_1 \in \mathbb{R}\)、\(f\)に独立に、ステップ3によって。

\(\sum_{j \in J} 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert - s \circ f (j))\)のことを考えよう。

各\(j \in J\)に対して、\(0 \le 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert - s \circ f (j)) \le \vert s \circ f (j) \vert\)。

したがって、\(\sum_{j \in J} 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert - s \circ f (j)) = \sum_{j \in J} (1 / 2 (\vert s \vert - s)) \circ f (j) = \sum_{j \in J} (1 / 2 (\vert s \vert - s)) (j) = r_2 \in \mathbb{R}\)、\(f\)に独立して、ステップ3によって。

\(\sum_{j \in J} (1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert + s \circ f (j)) - 1 / 2 (\vert s \circ f (j) \vert - s \circ f (j))) = r_1 - r_2 := r\)、\(1\)-ディメンショナル(次元)ユークリディアンメトリックスペース(計量付き空間)の任意のコンバージェント(収束する)シリーズ(級数)および任意のリアルナンバー(実数)に対して、シリーズ(級数)で項たちを対応する項たちに当該ナンバー(数字)を掛けたものたちとして持つものは、当該コンバージェンス(収束ポイント)に当該ナンバー(数字)を掛けたものを持ってコンバージ(収束)するという命題および\(1\)-ディメンショナル(次元)メトリックスペース(計量付き空間)上の\任意の(2\)個のコンバージェント(収束する)シリーズ(級数)たちで任意の同一ドメイン(定義域)を持つものたちに対して、シリーズ(級数)で項たちを対応する項たちの合計たちとして持つものは、当該コンバージェンス(収束ポイント)たちの合計を持ってコンバージ(収束)するという命題によって。

\(= \sum_{j \in J} s \circ f (j) = r\)、\(f\)に独立して。

\(\sum_{j \in J} s (j) = r\)は、\(f = id\)である特別なケースである。


参考資料


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