הבדלים בין גרסאות בדף "משפט קנטור על רציפות במידה שווה"

מתוך Math-Wiki
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
 
שורה 1: שורה 1:
 
==משפט קנטור לגבי פונקציות רציפות במ"ש==
 
==משפט קנטור לגבי פונקציות רציפות במ"ש==
פונקציה רציפה בקטע סגור וסופי, רציפה שם במ"ש
+
פונקציה רציפה בקטע סגור וסופי, רציפה שם במ"ש.
  
 
==הוכחה==
 
==הוכחה==
תהי f רציפה על קטע סגור וסופי <math>[a,b]</math>. נניח בשלילה שהיא '''לא''' רציפה שם במ"ש. לכן קיים אפסילון גדול מאפס, כך שלכל דלתא גדול מאפס, יש שתי נקודות במרחק קטן מדלתא כך שהפרש התמונות שלהן גדול או שווה לאפסילון. ניתן אם כך לבנות סדרה של זוגות של נקודות
+
תהי <math>f</math> רציפה על קטע סגור וסופי <math>[a,b]</math> . נניח בשלילה שהיא '''לא'''-רציפה שם במ"ש. לכן קיים <math>\epsilon>0</math> , כך שלכל <math>\delta>0</math> יש שתי נקודות במרחק קטן מדלתא כך שהפרש התמונות שלהן גדול או שווה לאפסילון. ניתן אם כך לבנות סדרה של זוגות של נקודות
 
+
:<math>x_n,y_n</math>  
::<math>x_n,y_n</math>  
+
 
+
 
כך שמתקיים
 
כך שמתקיים
 
+
:<math>x_n-y_n\to 0</math>
::<math>x_n-y_n\rightarrow 0</math>
+
 
+
 
אבל  
 
אבל  
 +
:<math>\Big|f(x_n)-f(y_n)\Big|\ge\epsilon</math>
 +
לפי משפט [[משפטים/אינפי/בולצאנו-ויירשטראס|בולצאנו-ויירשטראס לסדרות]], יש ל- <math>x_n</math> תת-סדרה מתכנסת <math>x_{n_k}</math> (כיון שהקטע סופי, הסדרה חסומה).
  
::<math>|f(x_n)-f(y_n)|\geq \epsilon</math>
+
בנוסף, לתת הסדרה <math>y_{n_k}</math> יש תת-סדרה מתכנסת. אם כך, בנינו זוג סדרות '''מתכנסות''' המקיימות את התנאים:
 
+
:<math>x'_n-y'_n\to 0</math>
 
+
:<math>\Big|f(x'_n)-f(y'_n)\Big|\ge\epsilon</math>
לפי משפט [[משפטים/אינפי/בולצאנו-ויירשטראס|בולצאנו-ויירשטראס לסדרות]], יש ל<math>x_n</math> תת סדרה מתכנסת <math>x_{n_k}</math> (כיוון שהקטע סופי, הסדרה חסומה).
+
אבל '''כיון שזהו קטע סגור''', נקודת הגבול של הסדרות המתכנסות שייכת לקטע (נקודת הגבול בינהן זהה כי המרחק בינהן שואף ל-0). לכן, לפי רציפות,
 
+
:<math>\lim f(x'_n)=\lim f(y'_n)</math>
בנוסף, לתת הסדרה <math>y_{n_k}</math> יש תת סדרה מתכנסת. אם כך, בנינו זוג סדרות '''מתכנסות''' המקיימות את התנאים:
+
בסתירה. <math>\blacksquare</math>
 
+
::<math>x'_n-y'_n\rightarrow 0</math>
+
 
+
::<math>|f(x'_n)-f(y'_n)|\geq \epsilon</math>
+
 
+
 
+
אבל '''כיוון שזה קטע סגור''', נקודת הגבול של הסדרות המתכנסות שייכת לקטע (נקודת הגבול בינהן זהה כי המרחק בינהן שואף לאפס). לכן, לפי רציפות,
+
 
+
::<math>\lim f(x'_n)=\lim f(y'_n)</math>
+
 
+
בסתירה.
+
  
 
[[קטגוריה:אינפי]]
 
[[קטגוריה:אינפי]]

גרסה אחרונה מ־20:06, 17 באוגוסט 2016

משפט קנטור לגבי פונקציות רציפות במ"ש

פונקציה רציפה בקטע סגור וסופי, רציפה שם במ"ש.

הוכחה

תהי f רציפה על קטע סגור וסופי [a,b] . נניח בשלילה שהיא לא-רציפה שם במ"ש. לכן קיים \epsilon>0 , כך שלכל \delta>0 יש שתי נקודות במרחק קטן מדלתא כך שהפרש התמונות שלהן גדול או שווה לאפסילון. ניתן אם כך לבנות סדרה של זוגות של נקודות

x_n,y_n

כך שמתקיים

x_n-y_n\to 0

אבל

\Big|f(x_n)-f(y_n)\Big|\ge\epsilon

לפי משפט בולצאנו-ויירשטראס לסדרות, יש ל- x_n תת-סדרה מתכנסת x_{n_k} (כיון שהקטע סופי, הסדרה חסומה).

בנוסף, לתת הסדרה y_{n_k} יש תת-סדרה מתכנסת. אם כך, בנינו זוג סדרות מתכנסות המקיימות את התנאים:

x'_n-y'_n\to 0
\Big|f(x'_n)-f(y'_n)\Big|\ge\epsilon

אבל כיון שזהו קטע סגור, נקודת הגבול של הסדרות המתכנסות שייכת לקטע (נקודת הגבול בינהן זהה כי המרחק בינהן שואף ל-0). לכן, לפי רציפות,

\lim f(x'_n)=\lim f(y'_n)

בסתירה. \blacksquare