Σύνθεση και συνέχεια

Συντονιστής: m.pαpαgrigorakis

Άβαταρ μέλους
pito
Δημοσιεύσεις: 1771
Εγγραφή: Τρί Μάιος 18, 2010 10:41 pm
Τοποθεσία: mathematica

Σύνθεση και συνέχεια

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από pito »

Καλημέρα :logo: .

Μια συνάρτηση fείναι ορισμένη στο R και για κάθε x πραγματικό ισχύει f(f(x))+x=0.
Γιατί η f δεν είναι συνεχής;

Καλή και δημιουργική σχολική χρονιά σε όλους!
1. Δεν διδάσκουμε με αυτό που λέμε και κάνουμε. Διδάσκουμε με αυτό που είμαστε.
2. Ο μέτριος δάσκαλος περιγράφει. Ο καλός δάσκαλος εξηγεί. Ο σωστός δάσκαλος αποδεικνύει. Ο σπουδαίος δάσκαλος εμπνέει. ( Γουίλιαμ Γουάρντ)
Άβαταρ μέλους
matha
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 6428
Εγγραφή: Παρ Μάιος 21, 2010 7:40 pm
Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη

Re: Σύνθεση και συνέχεια

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από matha »

Προφανώς η συνάρτηση είναι \displaystyle{1-1.} Αν ήταν και συνεχής, θα ήταν γνησίως μονότονη. Άρα η \displaystyle{f(f(x))} θα ήταν γνησίως αύξουσα.
Άτοπο, αφού η \displaystyle{-x} είναι γνησίως φθίνουσα.
Μάγκος Θάνος
Άβαταρ μέλους
pito
Δημοσιεύσεις: 1771
Εγγραφή: Τρί Μάιος 18, 2010 10:41 pm
Τοποθεσία: mathematica

Re: Σύνθεση και συνέχεια

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από pito »

:wallbash: Θάνο σε ευχαριστώ!
1. Δεν διδάσκουμε με αυτό που λέμε και κάνουμε. Διδάσκουμε με αυτό που είμαστε.
2. Ο μέτριος δάσκαλος περιγράφει. Ο καλός δάσκαλος εξηγεί. Ο σωστός δάσκαλος αποδεικνύει. Ο σπουδαίος δάσκαλος εμπνέει. ( Γουίλιαμ Γουάρντ)
Άβαταρ μέλους
gbaloglou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 3569
Εγγραφή: Παρ Φεβ 27, 2009 10:24 pm
Τοποθεσία: Θεσσαλονικη
Επικοινωνία:

Re: Σύνθεση και συνέχεια

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από gbaloglou »

Είναι πάντως βέβαιο ότι υπάρχει τέτοια μη συνεχής συνάρτηση; (Δεν έχω παράδειγμα, ούτε προσπάθησα να το βρω.)

Γιώργος Μπαλόγλου
Γιώργος Μπαλόγλου -- κρυσταλλογράφω άρα υπάρχω

Ὁρᾷς, τὸ κάλλος ὅσσον ἐστὶ τῆς λίθου, ἐν ταῖς ἀτάκτοις τῶν φλεβῶν εὐταξίαις. -- Παλατινή Ανθολογία 9.695 -- Ιδού του πετραδιού η άμετρη ομορφιά, μεσ' των φλεβών τις άναρχες πειθαρχίες.
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18821
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Σύνθεση και συνέχεια

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

gbaloglou έγραψε:Είναι πάντως βέβαιο ότι υπάρχει τέτοια μη συνεχής συνάρτηση; (Δεν έχω παράδειγμα, ούτε προσπάθησα να το βρω.)
Ακολουθεί ένα παράδειγμα. Είναι τελείως εκτός σχολικής ύλης αλλά δεν έψαξα εντός. Καλοδεχούμενο οποιοδήποτε απλούστερο παράδειγμα.

Αρχίζουμε με μία βάση Hamel \{e_ {r_i} / i\in I \} του \mathbb R πάνω από το \mathbb Q. Την γράφουμε στην μορφή \{e_{h_i}, \, e_{k_i} / i\in I \} (γίνεται γιατί για άπειρους πληθάριθμους |I| ισχύει |I|=|I|\times |I| ).

Για x\in \mathbb R με μοναδική γραφή \displaystyle{x= \sum p_i e_{h_i} + \sum q_i e_{k_i} } θέτουμε \displaystyle{f(x)= -\sum q_i e_{h_i} + \sum p_i e_{k_i} }. Εύκολα τώρα διαπιστώνουμε ότι

\displaystyle{f(f(x))= f\left ( -\sum q_i e_{h_i} + \sum p_i e_{k_i} \right )=  -\sum p_i e_{h_i} - \sum q_i e_{k_i}=-x} .

Φιλικά,

Μιχάλης
Αντώνης Πάπαρης
Δημοσιεύσεις: 19
Εγγραφή: Κυρ Φεβ 09, 2014 1:27 pm

Re: Σύνθεση και συνέχεια

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Αντώνης Πάπαρης »

Νομίζω ότι ένα απλούστερο παράδειγμα:

\displaystyle{ x_1 \ne  0, x_2 \ne  0, x_1 \ne x_2} με

\displaystyle{f(x_1) = x_2}
\displaystyle{f(x_2) = -x_1}
\displaystyle{f(-x_1) = -x_2}
\displaystyle{f(-x_2) = x_1}

και \displaystyle{ f(0) = 0}
Τελευταία επεξεργασία από το μέλος Αντώνης Πάπαρης την Πέμ Σεπ 18, 2014 4:56 pm, έχει επεξεργασθεί 1 φορά συνολικά.
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18821
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Σύνθεση και συνέχεια

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Αντώνης Πάπαρης έγραψε:Νομίζω ότι ένα απλούστερο παράδειγμα:

x1 <> 0, x2 <> 0, x1 <> x2
f(x1) = x2
f(x2) = -x1
f(-x1) = -x2
f(-x2) = x1
και f(0) = 0
Με φόβο μήπως οι Γενικοί Συντονιστές σβήσουν το προηγούμενο (και μαζί του και το δικό μου) μήνυμα γιατί δεν είναι σε LATEX, γράφω έτσι και αλλιώς.

Σωστό το παράδειγμα. Το σκέφτηκα και ο ίδιος μόλις έστειλα το προηγούμενο. Χρειάζεται όμως μία ουσιαστική συμπλήρωση που δεν είμαι τόσο βέβαιος ότι είναι απλή για τον μαθητή: Πρέπει να δείξεις (πράγμα απλό αν ξέρεις πληθάριθμους) ότι το \mathbb R - \{0\} γράφεται ως ένωση ξένων ανά δύο τετράδων αριθμών της μορφής \{a, \, b, \, -a, \, -b \} με a\ne b, \, a, b \ne 0. Αλλιώς η f δεν είναι καλά ορισμένη.
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18821
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Σύνθεση και συνέχεια

#8

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Τελικά μία εντός-εντός ύλης:

Για n \in \mathbb N ορίζουμε στο [-2n-2,\, -2n) \cup (2n , \, 2n+2] την


\displaystyle{ f(x) = \begin{cases} 
 x+1 \text{ if } -2n -2 \le x < -2n-1  \\  
 -x+1  \text{ if }-2n-1\le  x <  -2n   \\  
 -x-1 \text{ if } 2n<x \le 2n+1  \\  
 x-1 \text{ if } 2n+1 <x \le 2n  +2 
\end{cases}}

Επίσης θέτουμε f(0)=0.

Στο σχήμα φαίνεται το πρώτο της τμήμα.

Εύκολα ελέγχουμε ότι f(f(x))=-x σε καθένα από τα [-2n-2,\, -2n) \cup (2n , \, 2n+2] . Και επειδή αυτά είναι ξένα και εξαντλούν το \mathbb R-\{0\} , τελειώσαμε.

Φιλικά,

Μιχάλης
Συνημμένα
ffx.png
ffx.png (5.26 KiB) Προβλήθηκε 869 φορές
KAKABASBASILEIOS
Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 1598
Εγγραφή: Κυρ Φεβ 01, 2009 1:46 pm

Re: Σύνθεση και συνέχεια

#9

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KAKABASBASILEIOS »

matha έγραψε:Προφανώς η συνάρτηση είναι \displaystyle{1-1.} Αν ήταν και συνεχής, θα ήταν γνησίως μονότονη. Άρα η \displaystyle{f(f(x))} θα ήταν γνησίως αύξουσα.
Άτοπο, αφού η \displaystyle{-x} είναι γνησίως φθίνουσα.
…βρίσκοντας ενδιαφέρον στο παραπάνω θέμα δημοσιεύω μία απάντηση χωρίς χρήση εξωσχολικής πρότασης….

Έστω ότι η f συνεχής στο R. Επειδή ισχύει ότι f(f(0))=0και άρα f(f(f(0)))=f(0)\Rightarrow -f(0)=f(0)\Rightarrow f(0)=0

οπότε 0είναι μοναδική ρίζα της f(x)=0λόγω του ότι η fείναι'1-1', επομένως θα διατηρεί σταθερό πρόσημο

σε κάθε ένα από τα διαστήματα (-\infty ,\,\,0),\,\,\,(0,\,\,+\infty ) . Έτσι αν

f(x)>0,\,\,\,\,x\in (-\infty ,\,\,0)\cup (0,\,\,+\infty )τότε για {{x}_{1}}<0<{{x}_{2}}θα ισχύει αφού f({{x}_{1}})\ne f({{x}_{2}})

λόγω του '1-1' ότι 0=f(0)<f({{x}_{1}})<f({{x}_{2}})ή 0=f(0)<f({{x}_{2}})<f({{x}_{1}})και από Θ.Ε.Τ. θα υπάρχει

{{x}_{3}}\in (0,\,\,\,{{x}_{2}})ή {{x}_{3}}\in ({{x}_{1}},\,\,0) που θα ισχύει ότιf({{x}_{3}})=f({{x}_{1}})ή f({{x}_{3}})=f({{x}_{2}})

που είναι άτοπο λόγω του '1-1'. Όμοια καταλήγουμε σε άτοπο αν f(x)>0,\,\,\,\,x\in (-\infty ,\,\,0)\cup (0,\,\,+\infty )

Αν τώρα f(x)>0,\,\,\,\,x\in (-\infty ,\,\,0)και f(x)<0,\,\,\,\,x\in (0,\,\,+\infty )τότε θα ισχύει συνδυάζοντας την υπόθεση ότι για x<0

αφού f(x)>0\Rightarrow f(f(x))<0\Leftrightarrow -x<0\Leftrightarrow x>0που είναι άτοπο και όμοια καταλήγουμε σε άτοπο

αν f(x)<0,\,\,\,\,x\in (-\infty ,\,\,0)και f(x)>0,\,\,\,\,x\in (0,\,\,+\infty ). Άρα η η fδεν συνεχής στο R.

Φιλικά και Μαθηματικά
Βασίλης
f ανοιγοντας τους δρομους της Μαθηματικης σκεψης, f' παραγωγος επιτυχιας
Τα Μαθηματικά είναι απλά...όταν σκέπτεσαι σωστά...
Τα Μαθηματικά είναι αυτά...για να δεις πιό μακρυά...
Τα Μαθηματικά είναι μαγεία...όταν έχεις φαντασία...
Απάντηση

Επιστροφή στο “ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ - ΟΡΙΑ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης