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Continuidad del mapa$f:0.a_1a_2a_3\ldots \mapsto 0.0a_10a_20a_3\ldots$

La primera vez que voy estado de la cuestión:

Deje $f:[0,1] \to [0,1]$ ser una función definida de la siguiente manera: $f(1)=1$, y si $a=0.a_1a_2a_3\ldots$ es la representación decimal de una (que no termina con una cadena de 9), a continuación,$f(a)=0.0a_10a_20a_3\ldots$ . Discutir la continuidad de la $f$$0.392$ .

Avances y observaciones hasta el momento:

Claramente $f:\sum_{i=0}^{\infty}( \frac{a_i}{10^i}) \mapsto \sum_{i=0}^{\infty}( \frac{a_i}{10^{2i}})$ . Tome $a=0.a_1a_2a_3a_4\ldots=0.392$ . Si elijo $x=0.x_1x_2x_3\ldots$ a partir de una lo suficientemente pequeño intervalo en el lado derecho de la $a$, decir $[a,0.3929]$, entonces se puede demostrar que $$|f(x)-f(a)|=f(x)-f(a)=\sum_{i} \frac{x_i-a_i}{10^{2i}} \leq \sum_{i} \frac{x_i-a_i}{10^{i}}=|x-a|$$ ya que para todos $i\in \mathbb{N}$ $a_i \leq x_i$ y por lo tanto $\frac{x_i-a_i}{10^{2i}} \leq \frac{x_i-a_i}{10^{i}}$. Esto demuestra que $\lim_{x\to a+}f(x)=f(a)$.

Los problemas que estoy enfrentando:

No estoy muy seguro sobre el método anterior y no puedo pensar en una mejor. También, por el método anterior, no puedo demostrar la $\lim_{x\to a-}f(x)=f(a)$. Como la pregunta principal que se utiliza la palabra "discutir", no estoy seguro de si realmente pide para probar o refutar la continuidad de $f$$a$.

Mis preguntas son:

1) Es la función de $f$ continua en $a=0.392$?

2) ¿Qué puede decirse acerca de la continuidad de $f$ en cualquier punto arbitrario de $[o,1]$ más que en el particular punto de $a=0.392$?

3) ¿hay alguna manera de ver este mapa gráficamente?

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Florian Puntos 3564

$f$ es discontinuo en aquellos números distintos de cero cuya expansión decimal es finita (es decir, tiene la forma$a/10^k$ para$a,k\in \mathbb{N}$). Es continuo en todas las demás fracciones, en cero y en todos los números irracionales.

1voto

Cagri Puntos 61

Deje $a_n = 0.391\underbrace{9 \dots 9}_n$$a=0.392$. A continuación,$f(a_n) = 0.030901\underbrace{09\dots09}_n$, y por lo $f(a_n) \to 0.030901 + \frac{9}{99 \times 10^6}$, pero $f(a) = 0.030902 \ne \lim_n f(a_n)$$a_n \to a$, lo $f$ no puede ser continua.

Me imagino que la continuidad en un punto arbitrario que puede ser refutada, utilizando similares modificaciones: a saber, para $a \in (0,1]$ deje $a_n = a - \frac{1}{10^n}$, de modo que $a_n \to a$, luego con un poco de suerte se puede mostrar mediante un argumento similar que $f(a_n) \not \to f(a)$.

Es muy difícil obtener una imagen gráfica de lo que está pasando aquí, porque de la forma en que el problema se define... y si mi corazonada es cierto, $f$ está en ninguna parte continua (excepto, quizás, en cero), lo que hace imaginando que hace aún más difícil!

Edit: Como Florian la respuesta de los estados, no es discontinua en todas partes, pero sólo en un cierto subconjunto de los números racionales, y es continua en todas partes. El método más fácil para probar que esto es la utilizada anteriormente: demostrar que si la expansión decimal de algunas $a \in (0,1]$ termina entonces hay un $a_n \to a$ que $f(a_n) \not \to f(a)$; y que si el decimal de expansión de $a \in [0,1]$ no terminar o $a=0$, entonces para cualquier $a_n \to a$$f(a_n) \to f(a)$.

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