Σελίδα 1 από 1

Σύνολο τιμών

Δημοσιεύτηκε: Κυρ Νοέμ 15, 2015 11:30 am
από APOSTOLAKIS
Δίνεται η συνεχής συνάρτηση f:R \rightarrow R τέτοια ώστε Z\subseteq f(R).
Να αποδείξετε ότι f(R)=R.
N. Z. ΑΠΟΣΤΟΛΑΚΗΣ

Re: Σύνολο τιμών

Δημοσιεύτηκε: Κυρ Νοέμ 15, 2015 12:00 pm
από achilleas
APOSTOLAKIS έγραψε:Δίνεται η συνεχής συνάρτηση f:R \rightarrow R τέτοια ώστε Z\subseteq f(R).
Να αποδείξετε ότι f(R)=R.
N. Z. ΑΠΟΣΤΟΛΑΚΗΣ
Αρκεί να δειχθεί ότι \mathbb{R}\subseteq f(\mathbb{R}).

Πράγματι, έστω b\in \mathbb{R}.

Από την υπόθεση υπάρχουν c,d ακέραιοι ώστε f(c)=\lfloor b\rfloor και f(d)=\lfloor b\rfloor+1, όπου \lfloor b\rfloor συμβολίζει το ακέραιο μέρος του b.

Από το Θεώρημα Ενδιάμεσης Τιμής στο διάστημα με άκρα τα c και d, η f λαμβάνει κάθε τιμή y με \lfloor b\rfloor\leq y\leq \lfloor b\rfloor+1.

Συνεπώς, υπάρχει a \in \mathbb{R}, ώστε f(a)=b, κι άρα \mathbb{R}\subseteq f(\mathbb{R}).

Φιλικά,

Αχιλλέας

Re: Σύνολο τιμών

Δημοσιεύτηκε: Κυρ Νοέμ 15, 2015 12:19 pm
από sachstyl
Πολύ ωραία άσκηση! Για κάθε ακέραιο \displaystyle{k} παίρνουμε το διάστημα \displaystyle{[k,k+1].} Από το Θεώρημα Ενδιαμέσων Τιμών, επειδή η f είναι συνεχής και παίρνει τις τιμές στα άκρα του διαστήματος, θα παίρνει και όλες τις ενδιάμεσες τιμές του. Επομένως \displaystyle{[k,k+1] \subseteq f(\mathbb{R})} για κάθε \displaystyle{k\in \mathbb{Z}.} Επειδή η αριθμήσιμη ένωση των διαστημάτων αυτών είναι το μικρότερο σύνολο που τα περιέχει, λαμβάνουμε το ζητούμενο, μιας και τετριμμένα έχουμε πως \displaystyle{f(\mathbb{R}) \subseteq \mathbb{R}} και \displaystyle{\bigcup [k,k+1]=\mathbb{R}} (ένωση).