Buenas, por favor ayudadme a resolver este enunciado del teorema de bolzano, no se que son los puntos antípodas ni nada..
Si se considera la tierra como una esfera perfecta y suponemos que la temperatura en ella se distribuye de forma continua. Demuestra que en cada meridiano, existen al menos dos puntos antípodas en donde las temperaturas coinciden.
Es un problema para utilizar bolzano pero no se como, gracias
Recuerda que un meridiano terrestre tiene un extremo en el Polo Norte y otro extremo en el Polo Sur, donde podemos considerar para ambos polos que las temperaturas son muy bajas, y que su valor es negativo, por ejemplo -a ( expresada en grados celsius, con a > 0) para ambos polos. Luego, observa que el punto medio de un meridiano está sobre el Ecuador terrestre, y que allí podemos considerar que la temperatura es mu alta, y que su valor es positivo, por ejemplo b (expresada en grados celsius con b > 0).
Luego, "extendemos" el meridiano como un segmento en el eje OX (donde una unidad corresponde a un décimo de la longitud del meridiano terrestre) de un sistema cartesiano, por ejemplo entre 0 (Polo N) y 10 (Polo S), con su punto medio 5 (Ecuador), e indicamos en el eje OY las temperaturas (es muy conveniente que realices un gráfico).
Luego, la función Temperatura (T) tendrá dominio: D = [0,10], e imagen: I =[-a,b], y es continua como establece el enunciado.
Luego, definimos una nueva función f, con dominio: D = [0,5], definida por la expresión: f(x) = T(x+5) - T(x) (1),
y observa que es continua por ser resta entre dos funciones continuas.
Luego, calculamos los valores que toma esta nueva función en los extremos de su dominio:
f(0) = T(0+5) - T(0) = b - (-a) = a + b > 0,
f(5) = T(5+5) - T(5) = T(10) - T(5) = -a - b = -(a + b) < 0.
Luego, como la función toma valores con signos distintos en los extremos de su dominio, aplicamos el Teorema de Bolzano y tenemos que:
existe c ∈ (0,5) tal que:
f(c) = 0, sustituimos según la expresión señalada (1) y queda:
T(c + 5) - T(c) = 0, hacemos pasaje de término y queda:
T(c + 5) = T(c).
Observa que según hemos definido nuestro gráfico cartesiano, el punto de abscisa x = c representa a un punto en el hemisferio norte terrestre, y el punto de abscisa x = c + 5 representa a un punto en el hemisferio sur (a esta situación entre ellos la deben describir en el enunciado diciendo que los puntos se encuentran en las antípodas).
Espero haberte ayudado.