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¿El teorema de la función inversa albergar a más de $\mathbb{Q}$?

Deje $f:\mathbb{Q}^n \longrightarrow \mathbb{Q}^n$. Se puede definir lo que significa para tal $f$ a ser diferenciables: (El diferencial será una transformación lineal $\mathbb{Q}^n \longrightarrow \mathbb{Q}^n$)

La definición sobre $\mathbb{R}$ utiliza el hecho de que es una ordenó campo, y la norma de la estructura en $\mathbb{R}^n$. No tenemos el estándar de la norma euclídea en $\mathbb{Q}^n$ (no podemos tomar raíces cuadradas en $\mathbb{Q}$, y la normativa espacios están definidos para ser espacios vectoriales sobre $\mathbb{R}$ o $\mathbb{C}$), pero podemos usar el "racional" $1$-norma en su lugar.

(Esta es sólo una opción que funciona "intrínsecamente", me.e no requieren el uso de números fuera de $\mathbb{Q}$, podemos utilizar otras alternativas de curso).

También podemos decir lo que significa para $f$ a ser continuamente diferenciable: $f=(f_1,\cdots,f_n)$ , $f_i:\mathbb{Q}^n \longrightarrow \mathbb{Q}$, y el $n$ derivadas parciales de $f_i$ funciones $\mathbb{Q}^n \longrightarrow \mathbb{Q}$, y tenemos una noción de continuidad de estas criaturas.

Mi pregunta: Suponga $f:\mathbb{Q}^n \longrightarrow \mathbb{Q}^n$ es continuamente diferenciable, y que $Df(x)$ es invertible para algunos $x\in \mathbb{Q}^n$ . ¿La conclusión del teorema de la función inversa?

Esta pregunta puede ser claramente generalizada arbitrarias ordenadas campos. ¿Esta versión adaptada del teorema sostiene en cualquier lugar, además de a $\mathbb{R}$?

(Sospecho que no ya que las pruebas a las que utiliza la compacidad de una bola cerrada en $\mathbb{R}^n$ o de la asignación de contracción teorema que asumir integridad).

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Lukas Geyer Puntos 9607

No, esto no es cierto, la idea básica de un contraejemplo ya apareció en sus propias observaciones sobre la pregunta, es una función que salta a la irracional puntos. Deje $f:\mathbb{Q} \to \mathbb{Q}$ ser definido por $$ f(x) = \begin{cases} x & \text{ for } x \notin (0,\sqrt{2})\\ x+\frac{1}{2^n} & \text{ for } x \in \left(\frac{\sqrt{2}}{n+1}, \frac{\sqrt{2}}{n}\right) \end{casos} $$ A continuación, $f$ es continuamente diferenciable en a$\mathbb{Q}$$f'(0)=1$, pero la imagen de cualquier barrio de $0$ bajo $f$ no es un barrio de $0$, ya que omite todos los intervalos de $\left(\frac{\sqrt{2}}{n}+ \frac{1}{2^n}, \frac{\sqrt{2}}{n} + \frac{1}{2^{n-1}}\right)$ que contienen una infinidad de números racionales.

En particular, no hay ni un densamente definido inverso. También, mediante la modificación de este ejemplo (reemplace$+1/2^n$$-1/2^n$) se puede hacer de $f$ no inyectiva en cualquier barrio de $0$.

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