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Sea$X$ un espacio conectado,$f:X\to X$ involución continua,$g:X\to\mathbb{R}$ continuo. Demuestre que$\exists$$x\in X$ tal que$g(x)=g(f(x))$.

Esta es una tarea problema en una licenciatura de la topología de la clase que estoy ridículamente (y probablemente estúpidamente) atascado en. Cualquier orientación se agradece:

Deje X ser conectado a un espacio, $f:X\to X$ continua involución (es decir, f es su propia inversa), $g:X\to\mathbb{R}$ continuo. Demostrar que $\exists$ $x\in X$ tal que $g(x)=g(f(x))$.

Aquí están las cosas que me entiendan:

Algunos ejemplos de $f$ incluye el mapa de identidad, $f(x)=-x$, $f(x)=\frac{1}{x}$ si $x\neq0$, etc. El resultado sostiene claramente si $f$ tiene un punto fijo. Sé que cualquier continua involución en $\mathbb{R}^2$ tiene un punto fijo, pero estamos en un arbitrario conectado espacio, y no tengo resultados que se pueden utilizar para tal cosa. Podemos definir una nueva función continua $h:X\to\mathbb{R}$, de modo que $h(x)=g(f(x))-g(x)$. Si esta función tiene un cero, el resultado de la siguiente manera, pero no sé cómo mostrar lo hace. Yo podría aplicar el teorema del valor intermedio puesto que X está conectado y $g:X\to\mathbb{R}$, pero yo de nuevo no veo cómo esto sería de gran ayuda.

Muchas gracias de antemano!

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DiGi Puntos 1925

SUGERENCIA: Vamos a$h(x)=g\big(f(x)\big)-g(x)$. Supongamos que$x\in X$ es tal que$h(x)<0$. ¿Qué puedes decir sobre$h\big(f(x)\big)$? (En realidad estás en el camino correcto hacia el final de tu pregunta).

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