Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 23. 03. 2013 20:26

kolejo
Místo: Brno
Příspěvky: 190
Škola: MUNI PřF OM, Alg
Pozice: student
Reputace:   
 

Důkaz limity zvláštní funkce

Dobrý večer všem,
je tu takový problém. Jedná se totiž o funkci definovanou...neobvykle, řekl bych. To je právě to, na čem jsou studenti nejčastěji nachytávaní.

Zadání:
Nechť f:R->R
$f(x)=0\text{, pro x iracionální}$
$f(x)=1/q \text{, pro } x=\frac{p}{q}, (p,q)=1 \text { (jsou nesoudělné), } p \in \mathbb{Z} , q \in \mathbb{N}$
$\text{pro úplnost položíme f(0)=0 }$
$\text{Z definice limity dokažte, že pro všechna reálná}$ $a \in \mathbb{R}$ $\text{je}$
$\lim_{x\to a}f(x)=0$

Jistě, začátek je jasný. Definice limity v bodě a, (tato limita=0):
$(\forall \varepsilon >0)(\exists \delta >0)(\forall x \in \mathbb{R})(0<|x-a|<\delta  \Rightarrow |f(x)-0|<\varepsilon )$

Není v každém intervalu reálných čísel i jedno iracionální číslo? Dá se toho tady využít?
Hledám okolí... ...hledám...
To p/q se mi tam nelíbí a nedokážu s tím pohnout.
Tímto tedy žádám o pomoc, děkuji
kolejo

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) kolejo)

#2 23. 03. 2013 21:01

Wellcosh
Příspěvky: 251
Škola: MFF
Pozice: student
Reputace:   28 
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

Vtip je v tom, že pro každé epsilon existuje pouze konečně mnoho x, pro které $f(x)>\varepsilon$. Takže umíš najít delta takové, že v delta-okolí se žádná taková hodnota x nebude vyskytovat.


Bůh řekl:
∇×H = j + ∂D/∂t        ∇⋅D = ρ
∇×E = -∂B/∂t            ∇⋅B = 0
A bylo světlo.

Offline

 

#3 23. 03. 2013 21:34 — Editoval user (24. 03. 2013 01:02)

user
Příspěvky: 440
Reputace:   24 
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

Ahoj,
napovím s množinou, kterou můžeš použít:
$M_\varepsilon = \frac{r}{s}| r \in \mathbb{Z} , s \in \mathbb{N} , a-1< \frac{r}{s} < a+1, \frac{r}{s}, s<  \lfloor \frac{1}{\varepsilon} \rfloor +2 $
Tato množina obsahuje konečně mnoho bodů.

EDIT: Nějak mi nejde použít složené závorky, ale je snad jasné.
↑ Wellcosh: Ještě je pro úplnost potřeba říct, že se omezujeme na nějaké okolí bodu v jakém děláme limitu.

Offline

 

#4 23. 03. 2013 21:46 — Editoval kolejo (23. 03. 2013 21:48)

kolejo
Místo: Brno
Příspěvky: 190
Škola: MUNI PřF OM, Alg
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

↑ Wellcosh:
Ano, to je to, co jsem potřeboval, tedy zjistit, v čem je ten vtip. Děkuju, tákže...pokračuji v pátrání...totiž "umíš najít delta takové...", vím, že bych měl, to jo. Ale neumím, tak se s tím jdu ještě trápit. Děkuji za pomoc.

↑ user:
Děkuji, díky moc za dodání množiny. Akorát nevím, proč se mi tu zobrazuje ta hláška "latex failed, probably due to an error in your expression". Dal jsem to do textarea a z toho už jsem to vyčetl, samozřejmě.
Není mi ale úplně zřejmé, co s ní dokážu. Ó, kéž by bylo.

edit: jo, teď už se to tedy zobrazuje, a ano, je to jasné, děkuji ještě za úplnost

Offline

 

#5 23. 03. 2013 21:55

user
Příspěvky: 440
Reputace:   24 
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

Tak ještě přidám nápovědu, ta množina pomůže právě v nalezení vhodného $\delta $

Offline

 

#6 23. 03. 2013 22:12

kolejo
Místo: Brno
Příspěvky: 190
Škola: MUNI PřF OM, Alg
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

↑ user:
Já, přiznám se, jsem fascinován. Aneb otázka OT: Jak to víte? Ta konstrukce množiny M, wow.

Chtěl bych toto ještě před spaním dořešit, takže doufám, že teď už jsem schopen aspoň zhruba napsat ten důkaz a je mi jasný jeho každý krok. Poprosil bych tedy o případné doladění nebo o potvrzení, že jde o správnou úvahu. Děkuji.

Máme tu funkci f, definovanou tak a tak. Chceme z definice ukázat, že její limita v bodě a (a z reálných čísel) je nulová. To znamená, že chceme najít pro kladné epsilon nějaké delta tak, že pro x v delta okolí bodu a, bude f(x)<epsilon.
Nechť M je tedy ta množina, kterou jste napsal. Pak nechť delta je minimální vzdálenost mezi bodem "a" a bodem "y" z M. Potom pro x z delta okolí bodu je "zřejmě" |f(x)|< epsilon. Což jsme chtěli dokázat.

Jo, bohužel mi to tak jasný není. Možná to bude tím, že nechápu úplně tu množinu M, jak tam je to s=floor(1/epsilon) + 2...+2? jak k tomu člověk přijde?

Offline

 

#7 23. 03. 2013 23:12

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

Pozor, vo vsetkych uvahach co su vyssie nic nevidim, co sa deje, ak tvoj bod a je rationalny.


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#8 24. 03. 2013 00:57 — Editoval user (24. 03. 2013 01:04)

user
Příspěvky: 440
Reputace:   24 
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

↑ kolejo:

Klidně se přiznám, že jsem se na tu množinu koukl do skript :D protože si pamatuju, že jsme Riemannovu funkci dělali jako příklad. Ale nechtěl jsem to sem psát celé, abych tě nepřipravil o možnost na to přijít sám.

Každopádně tvoje myšlenka důkazu je správná. Pro každé x z nalezeného okolí platí, že buď je iracionální a f(x)=0, takže je triviálně menší než $\varepsilon $, nebo je racionální, ale protože není v M, tak je jmenovatel toho čísla větší než floor(1/epsilon) + 2. Odtud je pak zřejmá nerovnost f(x) < $\varepsilon $.

Pozn. ta množina je původně konstruována takto, že nalezneme $k$ takové, že $\frac1k<\varepsilon $ a potom je v množině místo  "s<floor(1/epsilon) + 2" "s<k". Přepsal jsem to takhle aby ta množina byla daná jednoznačně (a udělal na tom příkladě alespoň něco sám :).
Ta +2 je tam trochu zbytečná. Je to tam kdyby se náhodou našel někdo, kdo by řekl, že ta konstrukce nefunguje pro $\varepsilon >1$ (to bylo +1) nebo bych snad chtěl dělat limitu v nějakém celém čísle a měl $\varepsilon >1$, tak by ostré nerovnosti omezující na interval délky 2 zase udělaly problém, proto +2.

Offline

 

#9 24. 03. 2013 03:27

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

Poznamka:
Vysledok, co treba dokazat je:
Dana funkcia nie je spojita v rationalnych bodoch, az na bod 0.
V irationalnych bodoch a v 0 je spojita.


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#10 24. 03. 2013 11:26 — Editoval kolejo (24. 03. 2013 12:44)

kolejo
Místo: Brno
Příspěvky: 190
Škola: MUNI PřF OM, Alg
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

↑ user:
↑ vanok:

Děkuji moc, takhle mi to stačí, bohatě. za chvíli označím za vyřešené. (nebo prostě ještě dneska někdy)
kolejo

Offline

 

#11 24. 03. 2013 12:04

Hanis
Veterán
Místo: Brno
Příspěvky: 2650
Škola: PřF MUNI - Statistika a analýza dat
Pozice: Děvče pro všechno
Reputace:   148 
 

Re: Důkaz limity zvláštní funkce

Kdyby jsi to chtěl prodiskutovat, tak se ozvi ;)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson