Teorema 1.1 — La demostración graficada

Toda la prueba de Apostol cabe en dos rectas que se cruzan

1. Un eje nuevo: ε

Acá el eje horizontal ya no son los números reales: es ε. Cada punto del eje x es un valor posible de ε, y la escena 1D de la página anterior es una sola línea vertical de este plano. Mové el slider de ε y vas a ver esa línea barrer el gráfico.

2. Dos rectas y nada más

La barrera y = b + ε es una recta de pendiente 1 que arranca en b. El valor y = a es una horizontal. La hipótesis del teorema pide una sola cosa: que la horizontal quede por debajo de la diagonal en todo el semiplano ε > 0.

3. El triángulo es la contradicción

Dos rectas de pendiente distinta se cruzan en exactamente un punto: acá, en ε = a − b. Si a > b, ese cruce cae a la derecha del origen y queda un triángulo rojo colgando. Cada ε de ese tramo rompe la desigualdad, y con uno solo alcanza para tumbar el “para todo ε”.

4. Dónde cae ε*

El ε que usa Apostol, ε* = (a − b)/2, es el punto medio de la base del triángulo: lo más lejos que se puede estar de los dos bordes peligrosos — el 0, donde ε dejaría de ser positivo, y el cruce, donde dejaría de fallar. La barra rosa vertical es cuánto le sobra a la desigualdad para romperse.

5. Mové a por debajo de b

El cruce se va a ε ≤ 0, fuera del semiplano donde la hipótesis tiene algo que decir. El triángulo no es que se achique: directamente deja de existir. No queda ningún ε positivo que probar, y por eso a ≤ b es inevitable. Toda la demostración es mirar de qué lado del cero cae ese cruce.

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