Uniforme continuïteit

Moderators: dirkwb, Xilvo

Berichten: 355

Uniforme continu

Hallo

Zou iemand mij eens ahv enkele tekeningetjes het verschil kunnen tonen van uniforme continuïteit en gewone continuïteit?

Alvast bedankt

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Uniforme continu

Tekeningen zijn niet zo eenvoudig te maken, maar schetsen kan je wel zelf maken (of een programma laten doen). Het belangrijkste, lijkt mij, is dat je het verschil tussen beide vormen van continuïteit kent - begrijp je dat?

Zoja: bekijk eens de grafieken van f(x) = 1/x en f(x) = sin(1/x) in de buurt van x = 0.

De y-waarden nemen willekeurig snel toe als je x voldoende klein neemt.

Deze functies zijn op (0,b] continu, maar niet uniform continu - begrijp je waarom?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 355

Re: Uniforme continu

Ik had al een bepaald beeld, maar nu snap ik het denk, ik. Om uniform continu te zijn, moet met een kleine verandering in x een kleine verandering in f(x) corresponderen, wat dus niet het geval is bij de gegeven voorbeelden. Nu is mijn vraag: vanaf wanneer is de kleine verandering van f(x) klein genoeg om over uniforme continuïteit te spreken? Er moet toch een concrete manier zijn om dit na te gaan.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Uniforme continu

Als je voor een gegeven epsilon, onafhankelijk van het punt (x,f(x)), een delta kan geven zodat aan de definitie is voldaan. In tegenstelling tot bij gewone continuïteit, mag die delta niet afhangen van x: het moet mogelijk zijn om een delta te vinden, voor alle x.

Dit laatste zie je goed in de epsilon/delta-definitie: de "voor alle x" komt ná "er bestaat een delta", bij uniforme continuïteit. Via google vond ik nog deze pagina. Ook nuttig is deze pagina, scroll dan verder tot (of zoek naar): "Boxes and butterflies".
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 355

Re: Uniforme continu

Dus één combinatie geven van epsilon en delta is genoeg om uniforme continuïteit aan te tonen ?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Uniforme continu

Een epsilon wordt steeds opgelegd, zoals bij gewone continuïteit, het begint immers "Voor alle e>0...". Alleen, de delta die je (eventueel afhankelijk van deze epsilon) moet kunnen geven, mag in het ene geval wél afhangen van x (gewoon continu) en in het andere geval niet afhangen van x (uniform continu). Zie ook de plaatjes op de pagina's in de links die ik net gaf (vooral de eerste).
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 355

Re: Uniforme continu

Maar is 1 delta genoeg, want het kan toch zijn dat op een bepaald deel van iuw functie uniforme continuïteit voldaan is en op een ander deel niet, of niet?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Uniforme continu

Je bekijkt de functie op een zeker interval (open, gesloten of half). Op dat (hele) interval is de functie uniform continu, als het vinden van die delta mogelijk is (voor een zekere epsilon, maar onafhankelijk van x, dus van waar je je in het interval bevindt). Is dat niet mogelijk, dan is de functie niet uniform continu op dat interval.

In mijn eerder voorbeeld van f(x) = 1/x is dat niet mogelijk op een interval (0,b], maar wel op elk interval [a,b] als a > 0. Het 'probleempunt' is hier dus duidelijk 0, omdat f(x) willekeurig snel kan stijgen als je x willekeurig dicht bij 0 kan laten gaan.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 355

Re: Uniforme continu

Dus alles hangt af van de vooropgegeven epsilon, als je een delta die voldoet aan de definitie, dan is hij uniform continu.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Uniforme continu

Nee, die epsilon komt ook bij gewone continuïteit kijken... Gegeven een zekere epsilon, moet je steeds een delta vinden zodat... (de voorwaarde die dan volgt). Het verschil tussen gewone continuïteit en uniforme is dat je bij uniforme continuïteit een delta moet kunnen vinden die voldoet voor alle x-waarden in het interval waar je de continuïteit onderzoekt.

Bij gewone continuïteit hoeft dit niet, daar volstaat het dat je voor elke x (afzonderlijk), bij een gegeven epsilon, een goede delta vindt... Die delta mag dus afhangen van je x, als je voor elke x een (eventueel andere) delta vindt, is het goed. Bij uniforme niet, daar moet je voor alle x, één goede delta kunnen geven.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 355

Re: Uniforme continu

Ik ga er nog wat over nadenken...

Gebruikersavatar
Berichten: 2.097

Re: Uniforme continu

Dus alles hangt af van de vooropgegeven epsilon, als je een delta die voldoet aan de definitie, dan is hij uniform continu.


Het moet gelden voor elke epsilon>0.

Neem y=x, en bv epsilon=1, kan je nu een passende delta vinden?

Neem nu eens y=1/x, en epsilon=1, kan je nu nog een delta vinden?
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower

Conserve energy: Commute with a Hamiltonian

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Uniforme continu

Ik ga er nog wat over nadenken...
Ik zal proberen nog een intuïtieve uitleg te geven, kijk eens of je dit kan volgen.

Hoe steiler de grafiek, hoe kleiner je je delta in het algemeen zal moeten nemen zodat aan de voorwaarde voor (gewone) continuïteit voldaan is. Als we een functie bekijken op een gesloten interval [a,b], dan is de functie niet noodzakelijk overal even steil. Als de steilheid niet constant is, dan is er ergens een punt c in het interval [a,b], waar de functie het steilst is (dus het snelst verandert). Als de functie hier (gewoon) continu is dan kan je in x = c voor elke epsilon dus een gepaste delta vinden - dat volgt uit de definitie van gewone continuïteit.

Maar omdat de functie in alle andere punten van dat interval minder steil is, voldoet die (relatief "kleine") delta daar zeker ook! Je kan deze delta dus nemen voor alle x-waarden in het interval [a,b], dus is de functie ook uniform continu, op dit hele interval [a,b].

Waar gaat het dan mis voor functies die niet uniform continu zijn? Neem opnieuw de functie f(x) = 1/x, niet op een gesloten interval maar op het open interval (0,1). De functie is hier wel continu, maar niet uniform continu. In elke x in dit interval, kan je wel een gepaste delta vinden (gewone continuïteit), maar je kan geen delta vinden die voldoet voor alle x in dit interval.

Wat is dan het verschil met het vorige voorbeeld? Wel, de functie heeft hier nergens een maximale steilheid, er is geen c in (0,1) waar de functie het steilst is. Immers, hoe dichter je bij 0 gaat, hoe steiler de grafiek wordt. Een delta die voldoet in een punt a, zelfs dichtbij 0, zal niet meer voldoen als je nog veel dichter bij 0 gaat kijken - waar de functie weer veel steiler is.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 355

Re: Uniforme continu

Maar dan is f(x)=1/x wel uniform continu over het interval [1,5] bijv.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.097

Re: Uniforme continu

Maar dan is f(x)=1/x wel uniform continu over het interval [1,5] bijv.
Inderdaad.

Je kan bovendien vrij eenvoudig bewijzen dat elke functie die continu is over een gesloten interval, ook uniform continu is.
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower

Conserve energy: Commute with a Hamiltonian

Reageer