Considera una función real $f(x)$ (no necesariamente continua) definida en un intervalo finito. Dado un constante $C$, divide el intervalo en subintervalos de tal manera que, en cada subintervalo, $f(x)C$ (donde se ignoran los puntos $f(x)=C$). Sea $N(f,C)$ el menor número de subintervalos en dicha división.
De manera informal, $N(f,C)$ es aproximadamente el número de veces que la función $y=f(x)$ "cruza" la línea horizontal $y=C", donde "cruzar" significa que va de estar por debajo de la línea a estar por encima de la línea o viceversa.
Por ejemplo:
- Si $f(x)=\sin(x)$ definida en el intervalo $[-\pi,\pi]$, entonces $N(f,0)=2$, ya que $f(x)$ es negativa en $(\pi,0)$ y positiva en $(0,\pi).
- Si $f(x)=x\cdot \sin(1/x)$ en el mismo intervalo entonces $N(f,0)=\infty, ya que esta función cruza la línea y=0 infinitamente veces.
¿Qué término describe a las funciones para las cuales $N(f,C)$ es finito para cada $C$ y en cualquier intervalo?
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¿Esperas que tenga un nombre, o te estás preguntando si lo tiene?
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@DavidPeterson Esto me parece una propiedad muy natural de tener en una función. Por lo tanto, espero que (a) tenga un nombre, para que pueda decir "Sea $f$ una función XYZ"; (b) esté implícita en otra propiedad más básica, para que pueda decir "Sea $f$ una función ABC. Esto implica que es XYZ".
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¿Es $f$ continuo?
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Como nota adicional, cualquier función analítica tiene un $N$ finito.
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@MatthewLevy Creo que la propiedad "fin de $N$" es independiente de la continuidad.
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@JackD'Aurizio Esto es interesante. ¿Puedes elaborar/enlazar?
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Sé que no está implícito, solo me pregunto qué exactamente estaba preguntando...
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@ErelSegalHalevi: suponga que $f$ es una función analítica en $I$. Así que es $g=f-C$: suponiendo que $N(f,C)=\infty$, entonces los ceros de $g$ se acumulan en algún lugar de $I$, digamos en $x_0$. Entonces todas las derivadas de $g$ en $x_0$ son cero, por lo que $g$ es una función constante.
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Sería interesante encontrar relaciones condicionales con la suposición de que $\{x\mid f(x)=C\}$ es finito para todos los $C$. Estas funciones pueden llamarse simplemente finite.
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@MatthewLevy Me refiero a una propiedad de funciones generales, no necesariamente continuas.
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Si $f$ es diferenciable y si la derivada solo tiene un número finito de ceros, $N(f,C)$ será finito para cada $C$ por el teorema de Rolle.