ベストアンサー 一様連続 2009/11/09 01:00 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。 みんなの回答 (2) 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー nag0720 ベストアンサー率58% (1093/1860) 2009/11/09 19:30 回答No.2 #1です。訂正です。 [0,∞)の範囲で最大値と最小値が存在することを示して、 ↓ [0,∞)の範囲で、a≦f(x)≦bとなるa,bが存在することを示して、 f(x)=1/(x^2+1) のように最小値が存在しない場合もあるので。 通報する ありがとう 0 広告を見て他の回答を表示する(1) その他の回答 (1) nag0720 ベストアンサー率58% (1093/1860) 2009/11/09 15:26 回答No.1 一様連続の定義通りに証明すればいいのでは? [0,∞)の範囲で最大値と最小値が存在することを示して、 その差を利用してください。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育数学・算数 関連するQ&A 一様連続の証明問題です R上で定義された連続関数fが lim[x→+∞] f(x)=0 をみたすとする このときfは[0,∞)上で 一様連続であることを証明せよ. ※証明にはε-δ論法を用いよ という問題なんですが まったく歯がたちません どなたか教えてください お願いします 関数の連続ε-δ論法 こんにちは。関数の連続性についての質問です。 定義を 「関数fが、実数のドメインD とレンジRを持ち ∀ε>0 ,∃δ>0 st|f(x)-f(p)|<ε whenever|x-p|<δ を満たすとき点p∈Dにおいてε-δの性質をもつ」 とする時、 定理1.fがε-δの性質をもつとき、fは点pに置いて連続である この定理の証明をしたいのですが、この定義はそのまま極限の定義 lim(x→p)f(x)=f(p); ∀ε>0, ∃δ>0,∀x∈S: 0<|x-p|<δ⇒|f(x)-f(p)|<ε の様な気がするのですが、この定理は証明可能なのでしょうか? よろしくお願いします。 関数の連続性について 現在、高校2年の者です。 数学の問題で教えていただきたいことがあります。 (1)y=f(x)=xsinx (2)y=f(x)=x+√(x^2-1) (3)y=f(x)=cos(1/x) 上記(1)~(3)の定義域とその定義域で連続かどうかを調べるのですが、定義域で連続かどうかを調べる方法がよく分かりません。 一応、以下のように考えております。 定義域については、 (1)すべての実数 (2)根号条件より、x^2-1≧0⇔x≦-1,1≦x (3)(分母)≠0より、0以外のすべての実数 連続性については、(1)~(3)のすべてにおいて、 定義域の任意に実数aについて、lim(x→a+0)f(x)=lim(x→a-0)f(x)=f(a)を示す? あと、(2)の定義域の端点(x=-1とx=1)と(3)の定義域のx>0とx<0の0の付近の示し方が? アドバイスいただけないでしょうか。よろしくお願いします。 y=|x|の証明について y=|x|は定義域を実際に持つ連続関数であることを示せ という問題なのですが、自分はx=0のときを考え f(0)=0より、 lim_x→0 f(x)=0を示す。 任意のε>0に対して、ある値δが存在して |x|<δならば、|f(x)-0|=|x|=|x|<δ<ε したがって連続である。 と回答しようと思ったのですが、一応連続関数であることは証明できていると思うのですが、定義域を実数に持つという所に関しては、どうしたらいいのかわかりません。 多分ε-δ論法で証明していくと思うのですが、どうしたらいいのでしょうか。 回答の程、よろしくお願いします。 ある区間での関数の連続性を示すためには? 閉区間[0,1]上で定義された実数値関数fは、次の二つを満たす (1)任意の実数a,b、ただし0≦a≦b≦1に対し、集合{f(y)|a≦y≦b}は、区間{f(a),f(b)}または{f(b),f(a)}を含む。 (2)任意の実数cに対し、区間[0,1]に含まれるf(x)=cとなるような実数x全体の集合は閉集合(空集合もありうる)となる このとき、fが区間[0,1]で連続であることを示したいのですが まず、連続性を証明する方法をよく知りません。 ε-δ論法が連続性を示す方法の一つだということを聞きましたが、大学一回生のときの授業で習っていないのであまりよくわかっていません。これは、ε-δ論法を使って証明するのでしょうか? 他には、教科書を見直したところ、中間値の定理の逆(当然成り立ちませんが)に似ているので、そのあたりを使うのかとも思ったのですが。。。 ヒントになりそうなホームページや、アドバイスを頂けたら幸いです 連続関数 以下の問いについて、f(0)を定義してR上で連続関数にできるかお答えいただきたい。 f(x)=(e^1/x)-1/(e^1/x)+1 lim f(x)=f(a) ならばx=aで連続というのは分かるのですが。 x→a 位相と連続2 http://okwave.jp/qa/q8225961.html にて、位相に関して質問をしたものです。 皆様からの回答を受けて、さらなる疑問が湧いたので、続けて質問をさせてください。 1) x = 0 でジャンプする関数(x = 0で未定義) f(x)=x (x<0), f(x) = x + 1 (x > 0) を考えます。位相の考え方でいくと、この関数は連続となるとの結果でした。 では、解析学の立場からいってε-δ論法によって、この関数は連続である、と証明できるのでしょうか? (未定義な点 x= 0 をまたいでグラフが繋がっているだの繋がっていないだのということ自体ナンセンスということでしょうか。。。) 2)f(x) = 1/x は、不連続関数であると思うのですが、 「Yの開集合 *** の逆像 f^{-1}(***) がXの開集合でない」 というロジックで証明できるのでしょうか? それとも、この関数も(1)と同様にx=0で定義されていない関数なので、やはり連続なのでしょうか? 3)(1)と(2)の結果次第なのですが、位相空間の世界では連続だけど1次元Euclid空間では不連続である、というようなことはあるのでしょうか(何かトンチンカンなことを聞いている、ということであればご指摘ください) 以上、よろしくお願いします。 関数が連続であることの証明 関数f(x)=|x-1|^3がx=2で連続であることを定義に従って証明せよ。 という問題です。 ∀ε >0, ∃δ >0 s.t. 0<|x-2|<δ ⇒|f(x)-f(2)|<ε …(*) このとき、lim[x→2]f(x)=f(2)となって、f(x)はx=2で連続といえる。 よって、(*)が成り立つことを示せばよい。 0<|x-2|<δのとき、 |f(x)-f(2)|=||x-1|^3-1|=??? …この||x-1|^3-1|の計算ってどうやるのでしょうか? 絶対値がよくわからないです。 よろしくお願いいたします。 連続性の問題 関数f(x)をf:R→Rで一対一対応かつすべての実数において連続性がある関数とする。 またf(x0)=x0(エックスゼロ)となる点が存在し(つまり不動点)、すべてのf(x)において、f(2x-f(x))=xであるとして、 f(x)≡xを示す。という問題なんですが、 まず合同って何を法ってことなんでしょうか?これはミスプリと考えるのがいいのでしょうか?まあいちおうf(x)=xが十分条件なのでそれを示そうと思い、 1)すべてのxで、f(x)=xであれば終わり 2)f(x)=xでないxが存在するとして、その集合をSとする。 a)Sの要素でlim{h→0}a+hがSに含まれていない要素aに注目する。f(a)≠aであるため、f(a)=a+r (r は0以外の実数)とおける。ここで、数列Xn=a+(1/2)^nを考える。lim{n→∞} Xn→aであるが、 lim{n→∞} f(Xn)→f(a)とはならないので、連続性がないという矛盾が生じるため、条件をみたす aは存在しない。 b)Sの要素でlim{h→0}a+hがSに含まれていない要素aがないばあいSの要素でlim{h→0}a-hがSに 含まれていない要素aを考えて、数列Xn=a-(1/2)^nを考える。あとはaと同じ a),b)よりf(x)≠xをみたす実数xは、存在しない。よってすべてのxにおいてf(x)=x と考えたのですが、f(2x-f(x))=xを使ってないですし、解説にはデルタイプシロン論法を使った解法が載っているのですが、この考え方は間違っていますか? 関数の連続 関数f(x),g(x)が区間[0,2]で定義されている. ともにx=1で連続であるとするとき, f(x)+g(x)がx=1で連続であることを示せ. という問題なのですが,limを使って 大きい方から1に近づけた値と,小さい方から1に 近づけた値が等しいことを示すのかな… というイメージはあるのですが,式に表して 答案用紙を書くことが出来ません. どなたかよろしくお願いします. 連続性・一様連続性についての問題 【問】 区間I=(0,1)で定義された関数f(x)で、Iで連続であるが一様連続でないような例をひとつ挙げよ。 という問題について、f(x)=1/x という例を思いつきました。これは正しいでしょうか。 また、これがIで連続であること、一様連続でないことを証明しようと思ったのですができませんでした。この例が正しければ、証明を教えていただきたく思います。 連続であることは自明であるように思えますが、ε-δ論法を用いて証明しようとするとできませんでしたので、できればε-δ論法を用いた証明を教えていただきたく思います。 よろしくお願いします。 実数全体をRとする。関数f:R→Rが連続であることの定義をε‐δ論法で 実数全体をRとする。関数f:R→Rが連続であることの定義をε‐δ論法で書け。 次に、任意の連続関数f:R→Rと任意の開集合Bに対して集合f^(-1) (B)={a∈R|f(a)∈B}が開集合であることを証明せよ。 [注:Rの部分集合Aが開集合であるとは、任意のa∈Aに対して正の数εが存在して、開区間(a-ε,a+ε)がAの部分集合となる時をいう。 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。 y=√xは,[0,4]で連続で・・・というのは,どういう意味ですか?x y=√xは,[0,4]で連続で・・・というのは,どういう意味ですか?x=0のとき連続と言えるのですか?x=0で連続を調べるときに,lim(x→-0)√x が定義できないので,関数の連続の定義にlim(x→-0)√x=lim(x→+0)√x=f(0)できないから,y=√xは,[0,4]で連続で・という表現がしっくりこないのですが。どうでしょうか? 関数の連続性について 「関数f(x)の定義域に属するxの値aに対して関数f(x)がx=aで連続⇔(1)lim[x→a]f(x)が存在(2)lim[x→a]f(x)=f(a) (1)(2)のどちらかが成り立たないとき、x=aで不連続である」 と教科書にあるんですが、(2)のみ言えれば極限値が存在し、かつその値はf(a)であると言えるのではないのでしょうか 教科書がわざわざ強調しているのでたいへん気になりました。 よろしくお願いします 一次元ユークリッド空間における連続 お世話になります。 Rを1次元ユークリッド空間としf,g:R→Rを関数とする。このときf,gが連続であるならば、その合成関数g・f:R→Rも連続である事を示せ。 ただし関数fが連続であるという事は、任意のx∈Rにおいてfが連続となる事であり、また、任意のx∈Rでfが連続である事は次の様に定義される。 任意のε>0に対して、あるбが存在して│xーx0│<бならば、│f(x)-f(x0)│<εが任意のx∈Rに対して成立する という問題で、 任意のε>0に対して、あるбが存在して│xーx0│<бならば、│f(x)-f(x0)│<εが任意のx∈Rに対して成立する ですでに証明ができている様な気がして、問題の意図すら分かりません。 連続関数は関数記号と極限記号を入れ替えられる 連続関数であれば関数記号(fのこと)と極限記号(limのこと)を入れ替えることができる事を 以下のように示したのですがあっていますか。 (証明) 関数f(x)がx=aで連続 ⇔lim[x→a]f(x)=f(a) このときlim[x→a]x=aであるので lim[x→a]f(x)=f(a) ⇔lim[x→a]f(x)=f(lim[x→a]x) よって連続関数であれば関数記号と極限記号を入れ替えること ができる (証了) 関数の不連続について こういった関数f:R→Rを考えます。 『f(x) = n if n <= x < n+1 , n∈R』 このとき、fは不連続であることをε-δで示す問題が解けません。 |f(x) - f(y)|は整数値になるので、εを例えば1/2とでもおけば、 どうにか証明できるのかなと思うのですが、 もしxもyも同じ[n,n+1)の間にいれば、|f(x) - f(y)|は0になってしまい、 むしろ連続であることを証明してしまうのではないかと思います。 どうにか不連続であることを証明できますでしょうか? もしくは実は連続なのでしょうか? 舌足らずな文章で申し訳ありませんが、ご教授お願いします。 f(x)=x^3はx=0で連続か不連続か 『lim[x→a]f(x)=f(a)⇔f(x)がx=aで連続』 の⇒向きの話について疑問を感じます。 たとえば、 『f(x)=x^3はx=0で連続か不連続か。』 という問題で、解答は、 『lim[x→0]f(x)=0、f(0)=0より、 lim[x→0]f(x)=f(0)であるからf(x)はx=0で連続である。』 とかって書いてあるんですが、lim[x→0]f(x)=0っていうのはf(x)にx=0を代入して出しているのではないのでしょうか? (建前上は、)y=x^3のグラフから極限値を調べた、ということなんでしょうか? まぁ、この問題は本当に基礎の問題だからこのように書いてあるわけで、実際の問題では、多項式などは連続関数なのが自明だから、そこからはlim[x→a]f(x)=f(a)を使って求める、ということなのかな?と思ったんですが、どうなのでしょうか? 連続性のある関数を、中間値の定理に基づいて、実数解があることを示す方法がわかりません(ToT) 微分積分を勉強しているのですが、全く理解できない問題がありまして・・・。 【問題】 方程式3x=2^x+2^-xは、区間(0,1)の中に少なくとも一つの実数解をもつことを示せ。 【解答】 f(x)=3x-(2^x+2^-x)とおけば、f(x)は全区間Rで連続であり、 f(0)=-2<0 f(1)=3-(2+1/2)=1/2>0 である。中間値の定理(※)により、 f(x)=3x-(2^x+2^-x)=0 であるようなxが、区間(0,1)の中に、少なくとも一つ存在する。 ●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○ ※連続関数の中間値の定理 関数f(x)が、閉区間[a,b]で、連続でf(a)≠f(b)のとき、f(a)とf(b)の値kに大して、 f(c)=k である点cが、開区間(a,b)の中に少なくとも1つ存在する。 ●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○●○ 読みにくいと思いますので、添付ファイルもご覧にいただきたいのですが、どうしてf(x)=3x-(2^x+2^-x)とおけば、f(x)は全区間Rで連続になるのでしょうか? 関数f(x)が「連続であるかどうか」を調べるには、例えば、f(x)をaで微分した「lim(x→a) f(x)」と、元の関数f(x)がx=aの時、すなわち「lim(x→a) f(x)=f(a)」、「f'(a)=f(a)」となる時、連続なんですよね? ですが、f(x)=3x-(2^x+2^-x)は、変数xが指数としてくっ付いてるので、どう微分していいのやら・・・。 なので、「全区間Rは連続であり」と言われても、全くピンときません(ToT) どうして「<0」「>0」など、0から目線で証明を進めているのかもわかりません(>_<) 皆様のお力をお借しいただきたい次第です。 よろしくお願いします<m(__)m>