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Una función continua en $[0,1]$ no de variación acotada

Estoy buscando un continuo función $f$ definido en el compacto intervalo $[0,1]$ que es no de variación limitada .

Creo que esa función puede existir. ¿Alguna idea?

Por supuesto, la función $f$ tal que $$ f(x) = \begin{cases} 1 & \text{if $x \in [0,1] \cap \mathbb{Q}$} \\\\ 0 & \text{if $x \notin [0,1] \cap \mathbb{Q}$} \end{cases} $$ no es de variación acotada en $[0,1]$ pero no es continuo en $[0,1]$ .

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camickr Puntos 137095

Consideremos cualquier función continua que pase por los puntos $(\frac1{2n},\frac1n)$ y $(\frac1{2n+1},0)$ Por ejemplo, compuesto por segmentos lineales. Debe tener una variación infinita porque $\sum\frac1n=\infty$ .

2 votos

Gracias por su respuesta. ¿Puede dibujar un ejemplo de su función?

3 votos

@OlivierOloa Estoy un poco cansado así que esto tendrá que servir: i.stack.imgur.com/phWFJ.png . De todos modos, debería ser fácil de imaginar.

0 votos

¡Está bien! ¡Gracias!

13voto

Kola B. Puntos 2208

Por ejemplo $x\sin(1/x)$ (y 0 para $x=0$ ).

La variación es sin límites porque es limitado ;-) desde abajo por la suma de los valores absolutos de los extremos, pero es la serie armónica.

0 votos

Gracias por su respuesta. +1.

10voto

tankonetoone Puntos 2314

He aquí una idea general. Una función de variación acotada en $[0,1]$ es necesariamente diferenciable a.e.. En otras palabras, cualquier función continua que no sea diferenciable en un conjunto de medidas positivas no es de variación acotada. Por lo tanto, la función de Weierstrass no es de variación acotada con seguridad.

Además, algunas funciones que oscilan demasiado no pueden ser también variaciones acotadas, por ejemplo $$ u(x)=x^a\sin(\frac{1}{x^b}) $$ no es de variación acotada mientras $1 \le a\leq b$ .

2 votos

Sí, con $1 < a \le b$ y $u(0)=0$ Esto también proporciona un ejemplo de una función que es diferenciable en todas partes pero que no tiene una variación limitada.

0 votos

La propiedad sobre $x^a \sin(1/x^b)$ es el ejercicio 4.4b de la página 205 de Benedetto-Czaja, o el ejercicio 35 de la página 119 de Royden-Fitzpatrick. Ambos ejercicios suponen $a$ y $b$ son positivos. Obsérvese que si $a$ es negativo, entonces $x^a \sin(1/x^b)$ será ilimitada, por lo que nunca tendrá variación acotada.

6voto

Kyle Gannon Puntos 2992

El Función Weierstrass restringido al intervalo $[0,1]$

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