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¿Está conectado $C[0,1] \setminus P$ (donde $P$ es el conjunto de polinomios)?

Aquí está mi última tratar:

Supongamos que no lo es. Esto significa que hay dos no vacío discontinuo abrir conjuntos de $A,B$ tal que $A \cup B = C[0,1] \setminus P$. "Tomar" $f \in A, g \in B$ tal que $f(x)<g(x) (\forall x \in [0,1])$. Llame a $f_1$ algunos no polinomio de la función tal que $f(x)<f_1(x)<g(x)(\forall x \in [0,1])$. Si $f_1 \in A$, llame a $f_2$ algunos no polinomio de la función tal que $f_1(x)<f_2(x)<g(x)(\forall x \in [0,1])$. De lo contrario, llame a $f_2$ algunos no polinomio de la función tal que $f(x)<f_2(x)<f_1(x)(\forall x \in [0,1])$. Repita el proceso y la construcción de una secuencia $(f_n)$ $C[0,1] \setminus P$ (que es convergente en $C[0,1]$) que el límite está tanto en $\overline A$$\overline B$, una contradicción...si la secuencia es también convergente en $C[0,1] \setminus P$!

Puedo garantizar que este límite no es un polinomio? Desde $C[0,1] \setminus P$ no está completa, se me hace difícil completar mi prueba. Gracias.

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Leon Katsnelson Puntos 274

Aquí es tedioso construcción que muestra una ruta entre dos funciones polinómicas. La idea es muy simple, los detalles cansino.

Supongamos $f$ no es un polinomio. A continuación, hay algunos $a \in (0,1)$ tal que la restricción $f \mid_{[a,1]}$ no es un polinomio. Para ver esto, supongamos que $f \mid_{[a,1]}$ es un polinomio por todos los $a \in (0,1)$, entonces, desde un polinomio es definida únicamente por sus valores en un intervalo no vacío, se ver que $f \mid_{[a,1]}$ es el mismo polinomio independientemente de $a$, y, por la continuidad, vemos que $f$ es un polinomio que es una contradicción.

Ahora supongamos$ f_1,f_2$ no son polinomios, entonces nosotros a partir de las observaciones anteriores de ello se desprende que hay $a_1,a_2$ de manera tal que las respectivas restricciones no son polinomios. Deje $a=\min(a_1,a_2)$,$f_1 \mid_{[a,1]}$, $f_2 \mid_{[a,1]}$ no son polinomios.

Deje $\phi_t = f_1-t f_1(a)$. Vemos que $\phi_t$ no es un polinomio para todos $t$, por lo tanto, no es un camino de $f_1$ $f_1'=f_1-f_1(a)$que no pase a través de cualquier polinomio. Tomamos nota de que $f_1'(a) = 0$.

El mismo procedimiento se muestra que hay un camino de $f_2$ $f_2'=f_2-f_2(0)$que no pase a través de cualquier polinomio y $f_2'(a) = 0$.

Algunas anotaciones: Supongamos que $q:[0,a] \to \mathbb{R}$, $w:[a,1] \to \mathbb{R}$ son tales que $q(a)=w(a) = 0$, luego deje $(q,w)$ ser la función $(q,w): [0,1] \to \mathbb{R}$ tales que $(q,w)(x) = \begin{cases} q(x), & x \in [0,a] \\ w(x), & x \in [a,1] \end{casos}$.

Ahora vamos a $g:[0,a] \to \mathbb{R}$ ser cualquier función que no es un polinomio (por ejemplo, $g(x) = \sin ( {t \over a} \pi)$). Voy a utilizar los mismos símbolos $f_1',f_2'$ a representar el correspondiente restricciones a continuación.

A continuación, la colección de funciones $t \mapsto (f_1'+t(g-f_1')), f_1')$ muestra un camino de $f_1'$ $(g,f_1')$que no pase a través de cualquier el polinomio (desde $f_1' \mid_{[a,1]}$ no es un polinomio).

A continuación, la colección de funciones $t \mapsto (g, f_1'+t(f_2'-f_1'))$ muestra un camino de $(g,f_1')$ $(g,f_2 ')$que no pase a través de cualquier el polinomio (desde $g$ no es un polinomio).

Por último, la colección de funciones $t \mapsto (g+t(f_2'-g),f_2')$ muestra un camino de $(g,f_2 ')$ $f_2'$que no pase a través de cualquier el polinomio (desde $f_2' \mid_{[a,1]}$ no es un polinomio).

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