Hoofdeigenschap van continue functies

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 2.242

Hoofdeigenschap van continue functies

Als een functie f continu is op het interval [a,b] dan is f([a,b]) een begrensde deelverzameling van R die haar infimum en supremum bevat.

In het bewijs hiervan toont men eerst aan dat die verzameling f([a,b]) wel degelijk begrensd is mbv een bewijs uit het ongerijmde. Dit vind ik persoonlijk nogal pittig. Is er iemand die in het kort een beetje kan uitleggen waarom men dat zo bewijst, of iemand die een ander bewijs kent?

Gebruikersavatar
Berichten: 824

Re: Hoofdeigenschap van continue functies

Ik heb die stelling ook gezien, enkel staat er in mijn cursus bij:
... Vermits de stelling via een tekening zo aannemelijk is, is het wat verrassend dat een rigoureus bewijs ervan niet zo direct uit de mouw te schudden is. We gaan er hier dan ook niet op in.


Misschien kan je het bewijs uit jouw cursus hier eventjes tonen?
Be careful whose advice you buy, but be patient with those who supply it.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.242

Re: Hoofdeigenschap van continue functies

Ok dan, in het kort doet men dit.

Men veronderstelt het tegengestelde, dat f in [a,b] niet naar boven begrensd is.

Voor elk natuurlijk getal n geldt dan dat het geen bovengrens is van f([a,b]). Daardoor bestaat er ook een punt
\(x_n \in [a,b]\)
zodat f(xn) > n. Waarbij xn afhangt van het gekozen (natuurlijke) getal n.

We bekomen zo een rij getallen xn in [a,b] met de eigenschap:
\(\forall n \in \nn : f(x_n) > n\)
De rij getallen xn is begrensd omdat xn in [a,b] zit voor elke n. (nu begint het voor mij waziger teworden :) )

Volgens de stelling van Bolzano Weierstrass (die zegt, elke begrensde rij heeft een convergente deelrij) is er dan een convergente deelrij (die noemen we
\( x_{\Phi (n)}\)
met limiet x0. )

Omdat [a,b] gesloten is, geldt ook dat x0 in [a,b] zit.
\(\lim_{n \rightarrow \infty} x_{\Phi(n)} = x_0\)
Uit de rijdefinitie van continuïteit volgt dan dat
\(\lim_{n \rightarrow \infty} f \left(x_{\Phi(n)} \right) = f(x_0)\)


Ook is
\( f(x_{\Phi(n)}) > \Phi(n) \geq n\)
zodat
\(f(x_{\Phi(n)})\)
niet naar boven begrensd is ( :) ). Dit is in tegenspraak met het bestaan van de limiet
\(\lim_{n \rightarrow \infty} f \left(x_{\Phi(n)} \right) = f(x_0) \in \rr\)


Tegenspraak, dus f([a,b]) is wel naar boven begrensd. (het bewijzen dat het naar onder begrensd is is analoog)[/url]

Re: Hoofdeigenschap van continue functies

Wat is er zo wazig aan?

Gebruikersavatar
Berichten: 2.242

Re: Hoofdeigenschap van continue functies

Na het intypen van heel het ding was het wel duidelijker. Alleen het laatste stukje. Hoe komt men daarbij? vanaf
\( f(x_{\Phi(n)}) > \Phi(n) \geq n\)
.

Re: Hoofdeigenschap van continue functies

\(f(x_m)>m\) voor alle m, dus ook voor \(m=\Phi(n)\)

Dus \(f(x_\Phi(n))>\Phi(n)\)

Verder is \((\Phi(n))_{n \in \nn}\) een stijgende rij natuurlijke getallen, dus \(\Phi(n) \geq n\)

Gebruikersavatar
Berichten: 2.242

Re: Hoofdeigenschap van continue functies

Ok, alle vragen ivm het tweede deel van het bewijs zijn nu ook al verdwenen :) . Bedankt.

Reageer