• ベストアンサー

連続の証明

理科教員を目指しているものなのですが、数学の免許を複免として取ろうとしている者です。 先日、大学1回生開講の幾何学の講義の中で、連続しているかの証明するように言われたのですが、トンと理解ができず行き詰まっています。 f、g:E’→E’連続で、f+g、f-g、αf(αは実数)、1/f、|f|のそれぞれの連続の証明です。 よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • onakyuu
  • ベストアンサー率45% (36/80)
回答No.1

この問題は連続とは数学的に何かをきちんと理解 しているかどうかを問う問題だと思います。 すなわち、εδ論法(下記URL参照)を使って 解くことになります。

参考URL:
http://d.hatena.ne.jp/keyword/%A6ŦCC4ACFCC0ˡ
jionnobourei
質問者

補足

早速のお返事ありがとうございます。 御教授いただいた、URL先は空だったのですが、 εδ論法についてを早速検索して、調べてみました。 それを参考にさせていただきます。

関連するQ&A

  • 一様連続の証明について

    疑問点を整理しての再質問です。 よろしくお願いします。 定理:『閉区間〔a,b〕で定義された連続関数は一様連続である。』 の証明についてです。 一様連続とは 「任意のε>0に対してδ>0が存在して、|x-y|<δを満たす区間内の 全てのx、yに対し、|f(x)ーf(y)|<εが成り立つ。」 ということですので、 背理法でこの定理を証明する場合は 「あるε>0において、どのようなδ>0に対しても|x'-y'|<δ かつ|f(x')-f(y')|≧ε x'、y'∈〔a,b〕となるx'、y'が存在する。」・・・(※) ことの矛盾を導けばよいのですが、 ここで以下のサイトの命題4、1を見てください。 http://www.google.co.jp/search?hl=ja&safe=off&q=%E4%BA%95%E4%B8%8A%E6%B7%B3%E3%80%80%E4%B8%AD%E9%96%93%E8%A9%A6%E9%A8%93%E3%80%80%E8%AC%9B%E7%BE%A9%E5%86%85%E5%AE%B9%E3%80%80%E6%96%B0%E3%81%97%E3%81%84%E5%B9%B4&btnG=%E6%A4%9C%E7%B4%A2&lr= これは私が勉強している参考書「微分積分学 難波誠著」と同じ証明方法です。 ここでは部分列の極限値(x、y)においてのみ |f(x)-f(y)|=0となり、|f(x)-f(y)|≧ε>0に矛盾する、として 証明を完了しているのですが、 それでは(※)を満たすx'、y'が“一つも存在しない”ことにはならないので証明としておかしいような気がするのですが、 どうでしょうか? よろしくお願いします。

  • 一様連続の証明について

    度々すみません。 またお世話になります。よろしくお願いします。 定理:『閉区間〔a,b〕で定義された連続関数は一様連続である。』 の証明についてです。 一様連続とは 「任意のε>0に対してδ>0が存在して、|x-y|<δを満たす区間内の 全てのx、yに対し、|f(x)ーf(y)|<εが成り立つ。」 ということですので、 背理法でこの定理を証明する場合は 「あるε>0において、どのようなδ>0に対しても|x'-y'|<δ かつ|f(x')-f(y')|≧ε x'、y'∈〔a,b〕となるx'、y'が存在する。」・・・(※) ことの矛盾を導けばよいのですが、 ここで以下のサイトの命題4、1を見てください。 http://www.google.co.jp/search?hl=ja&safe=off&q=%E4%BA%95%E4%B8%8A%E6%B7%B3%E3%80%80%E4%B8%AD%E9%96%93%E8%A9%A6%E9%A8%93%E3%80%80%E8%AC%9B%E7%BE%A9%E5%86%85%E5%AE%B9%E3%80%80%E6%96%B0%E3%81%97%E3%81%84%E5%B9%B4&btnG=%E6%A4%9C%E7%B4%A2&lr= これは私が勉強している参考書「微分積分学 難波誠著」と同じ証明方法ですが、 見て分かる通り、この証明は部分列や「ボルツァーノ・ワイヤストラスの定理」を用いたりしてとても複雑です。 ですが私には部分列などを使う必要性が理解できません。 私の考えた証明はこうです。 『あるε>0に対して、δ>0を0に近付けていくと |xーy|<δにおいて|x-y|も0に近づく。 この時閉区間〔a,b〕にある点cにx、yが共に近づく と考えてよい。(δ→0でx、y→c) そしてこの時 |f(x)ーf(y)|→|f(c)ーf(c)|=0 (δ→0) これは|f(x)ーf(y)|≧ε>0 に反するので題意の定理は証明された。』 ずいぶん簡単ですが、 おそらくどこかに誤りがあるのだと思います。 どこに誤りがあるか分かる方、いらっしゃいましたら ご指摘よろしくお願いします。

  • 連続写像について

    fは閉区間[0.1]から実数の集合への連続写像 gは半開区間(0.1]から実数の集合への連続写像 ただし、コンパクト集合上の実数値連続関数に関する最大値の定理は必要なら証明なしで用いてよい。 1.fは最大値をとるといえるか、言えるならば理由を明記し、言えなければ反例を示せ。 2.gは最大値をとるといえるか、言えるならば理由を明記し、言えなければ反例を示せ。 3.gは最大値または最小値のどちらか少なくとも1つは取ると言えるか、 言えるならば理由を明記し、言えなければ反例を示せ。 4.fの像にはどんなものがありえるか、全ての可能性を求め、その理由を明記せよ 5.fが単射であると仮定する。fの像をIとおく。 このとき、fは[0.1]からIへの同相写像であると言えるか。 言えるならば証明し、言えなければ反例をあげよ。 6.gの像にはどんなものがあり得るか?、全ての可能性を求めよ。 という問題を解きたいのですが、手がつけられません。 参考になるサイトでもいいので教えてください。

  • 一様連続の証明について

    お世話になります。よろしくお願いします。 定理:『閉区間〔a,b〕で定義された連続関数は一様連続である。』 の証明についてなのですが、 以下のサイトの命題4、1を見てください。 http://www.google.co.jp/search?hl=ja&safe=off&q=%E4%BA%95%E4%B8%8A%E6%B7%B3%E3%80%80%E4%B8%AD%E9%96%93%E8%A9%A6%E9%A8%93%E3%80%80%E8%AC%9B%E7%BE%A9%E5%86%85%E5%AE%B9%E3%80%80%E6%96%B0%E3%81%97%E3%81%84%E5%B9%B4&btnG=%E6%A4%9C%E7%B4%A2&lr= この証明は私の使っている参考書「微分積分学 難波誠 裳華房」 と同じやり方の証明なのですが、全く意味が分からずに困っています。 上の証明を自分なりに解釈すると、 『定理が成り立たないとすると あるε>0が存在して、どのようなδ>0に対しても|x-y|<δ かつ|f(x)-f(y)|≧ε を満たすx、y∈〔a,b〕となるx、yが存在する。 この時c∈〔a,b〕とすると lim(x,y→c)|f(x)-f(y)|=0なので これは|f(x)-f(y)|≧ε>0に矛盾するので、定理が証明された。』 としているように見えるのですが・・・。 これでは違うのでしょうか? 質問が分かりづらいかと思うのですが、よろしくお願いします。

  • 関数の連続性と微分可能性

    以前お世話になりました、大学受験生です。 数学本の中に「明らか」としか述べられていない話があって、 もやもやしているので質問させていただきます。 その文章は以下のもので、 実数全体で連続な関数f(x)が原点を除いたところで何回でも微分可能 で(c^∞級と言うらしいです)、lim[x→0]f'(x)がある実数aに 収束しているならばf(x)は原点でも微分可能であって、 またf'(x)は実数全体で連続(つまりf'(0)=a)となっている。 です。 どう証明したらよいのでしょうか。恥ずかしながら見当がつかないのです。 それから勝手に自分で進めていることなのですが、 たとえば関数e^(-1/x^2)というのがあったとして、 原点以外でc^∞級であることを既知としていれば、原点でも 微分可能であるということになるのですか。 わかる方、長くなってもよいので詳しいご教授願います。 よろしくお願いいたします。

  • 一様連続

    R(実数の集合)上で定義された連続関数fがlim[x→∞]f(x)=0を満たすとする。 このとき、fは[0,∞)上で一様連続であることを証明せよ。 という問題が解りません。解る方は教えてください。

  • 微積 証明

    R→実数、Q→有理数です。 連続関数f:R→R,g:R→Rが、任意のp∈Qに対してf(p)=g(p)をみたすならば、f=gであることを証明せよ。 まず「f:R→R」という表記の意味が分かりません。 証明する命題が正しいことは感覚的にはなんとなくわかる気がするんですが、それを文章で表せといわれるとできません。 どなたか解答と解説のほうお願いできませんか??

  • 一様連続の証明について(改)

    同じ問題の質問を何度もすみません。 お蔭様でだんだん分かってきましたので、あともう少しだと思うので、 よろしくお願いします。 定理:『閉区間〔a,b〕で定義された連続関数は一様連続である。』 の証明についてです。 一様連続とは 「任意のε>0に対してδ>0が存在して、|x-y|<δを満たす区間内の 全てのx、yに対し、|f(x)ーf(y)|<εが成り立つ。」 ということですので、 背理法でこの定理を証明する場合は 「あるε>0において、どのようなδ>0に対しても|x'-y'|<δ かつ|f(x')-f(y')|≧ε x'、y'∈〔a,b〕となるx'、y'が存在する。」・・・(※) ことの矛盾を導けばよいのですが、 ここで以下のサイトの命題4、1を見てください。 http://www.google.co.jp/search?hl=ja&safe=off&q=%E4%BA%95%E4%B8%8A%E6%B7%B3%E3%80%80%E4%B8%AD%E9%96%93%E8%A9%A6%E9%A8%93%E3%80%80%E8%AC%9B%E7%BE%A9%E5%86%85%E5%AE%B9%E3%80%80%E6%96%B0%E3%81%97%E3%81%84%E5%B9%B4&btnG=%E6%A4%9C%E7%B4%A2&lr=​ これは私が勉強している参考書「微分積分学 難波誠著」と同じ証明方法です。 ここまでは過去の質問と同じなのですが、 今回の本題はここからです。 さてこの定理は、区間が開区間では成り立たないので、条件として閉区間であることが必要ですが、 証明のどこで閉区間でないと成り立たない部分があるのかが分からないのです。 この証明では閉区間〔a,b〕を開区間(a,b)と置き換えてもそのまま成り立つような気がするのです。 この証明内で使われている「ボルツァーノ・ワイヤストラスの定理」は「有界な数列は収束する部分列を持つ」という定理ですが、 有界列というのはxn∈(a,b)のように開区間の範囲内でもよかったと思うので、これも証明内で閉区間〔a,b〕を開区間(a,b)に置き換えてもそのまま成り立つと思います。 この証明ではいったいどこで開区間では成立しない閉区間限定という条件を使っているのでしょうか? またどこかで勘違いをしていると思うのですが、 分からずに困っています。 よろしくお願いいたします。

  • 「連続関数の積は連続」について

    f.gを連続関数とするとh=fgも連続であることがしられていますが,逆にhという連続関数が2つの関数f,gの積で表されていたとするとf,gは連続関数といえるのでしょうか? ε-δで証明できる気がするのですがいまいち自信がありません. よろしくお願いいたします.

  • 連続関数の逆関数の連続性の証明について

    連続関数の逆関数の連続性の証明について、分らないことがあります。 検索して出てくるサイトの証明や本の証明などとは少し違った証明のやり方なのですが、どこを探して理解すればいいのかさっぱりわかりません。 f(x)の逆関数をg(y)としたとき、 limg(y+h)=limg(y+h)=g(y)が成り立つことを示す、というものです。 (この式のlimの下は、左からh→0+0,h→0-0です) ここでの記述は難しいと思いますので、参考になるサイト、もしくは本を教えていただけないでしょうか? どうしても気になるので、教えていただけると嬉しいです。