4 votos

Demuestre que existe una función no creciente $f:(a,b)\rightarrow\mathbb{R}$ que es continua sólo sobre $(a,b)\setminus D$

Dejemos que $D$ un subconjunto contable infinito de $(a,b)$ . Demuestre que existe una función no creciente $f:(a,b)\rightarrow\mathbb{R}$ que es continua sólo sobre $(a,b)\setminus D$

Este es un ejercicio de mi curso de Medición e Integración. El siguiente ejercicio consiste en demostrar que existe una función que no es creciente sobre $[0,1]$ que es continua sólo sobre el $[0,1]\setminus\mathbb{Q}$ y estoy pensando que el primer ejercicio es un enfoque más geral. ¿Estoy en lo cierto o hay dos versiones del mismo ejercicio?

Sé cómo resolver el segundo (el ejemplo a resolver), pero no estoy convencido de que el primer ejercicio sea lo mismo. Si el primero es un planteamiento más geral, necesito ayuda de cómo resolverlo.

3voto

matilda Puntos 11

Se puede utilizar el teorema que dice que si $F$ es un $F_{\sigma}$ entonces existe alguna función $f$ con $D(f)=F$ , donde $D(f)$ denota al conjunto de puntos discontinuos. Para la parte no creciente, se puede considerar $-v(x)=-V_{a}^{x}f$ , el negativo de la función de variación. $v(x)$ es continua en un punto $x$ si y sólo si $f$ es continua en ese punto. Así que $D(-v)=D(f)=F$ .

1voto

6005 Puntos 19982

Enumerar el conjunto $D = \{d_1, d_2, d_3, \ldots\}$ y definir $$ f(x) = \left\{ \begin{array}{cl} 1/i & \text{if } x = d_i \in D \\ 0 & \text{otherwise} \end{array} \right. $$

Claramente, $f$ es discontinua en los puntos de $D$ . Ahora considere $x \not \in D$ y arreglar $\epsilon > 0$ . Sólo hay un número finito de puntos $d_i$ tal que $\frac{1}{i} \ge \epsilon$ por lo tanto, podemos encontrar $\delta > 0$ tal que ninguno de los puntos finitos se encuentra en $(x - \delta, x + \delta)$ . Esto implica $|f(y) - f(x)| < \epsilon$ siempre que $|x - y| < \delta$ .

Para elegir $\delta$ , dejemos que \begin{align*} D_1 = \left\{ d_i \; \Big| \; \frac{1}{i} \ge \epsilon, d_i < x \right\} D_2 = \left\{ d_i \; \Big| \; \frac{1}{i} \ge \epsilon, d_i > x \right\} \end{align*} Entonces $D_1$ y $D_2$ son finitos, lo que significa que que tienen elementos mínimos y máximos. Tenemos $\max D_1 < x$ y $\min D_2 > x$ . Sea $\delta = \min(x - \max D_1, \min D_2 - x)$ .

Demostrar que $(x - \delta, x + \delta)$ es totalmente disjunta de los conjuntos $D_1$ y $D_2$ . Concluir que para todo $d_i \in (x - \delta, x + \delta)$ , $\frac{1}{i} < \epsilon$ es decir, $f(d_i) < \epsilon$ . Por lo tanto, para todos los $y \in (x - \delta, x + \delta)$ , $|f(x) - f(y)| < \epsilon$ .


La respuesta anterior no es muy buena porque olvidé que $f$ tiene que ser monótona.

Una respuesta mejor:

En la misma línea de su solución mencionada en los comentarios, que $D = \{d_1, d_2, d_3, \ldots\}$ y definir $$ f(x) = \sum_{d_i < x} \frac{1}{i^2} $$

Entonces puedes hacer exactamente la misma solución que hiciste en el caso de que $D$ son los números racionales.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X