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Jede F-sigma-Menge kann U(f) sein

Universität / Fachhochschule

Stetigkeit

Tags: F-sigma-Menge, globale Stetigkeit

 
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Hanna1987

Hanna1987

13:53 Uhr, 03.04.2011

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Hallo,

wir sollen eine Ausarbeitung über Unstetigkeitsmengen schreiben. Dazu haben wir noch zwei Aufgaben bekommen, die wir zu lösen sollen, um sie dann als Sätze in unsere Ausarbeitung mit aufnehmen zu können. Bei einer dieser beiden Aufgaben stehen wir jetzt irgendwie auf dem Schlauch, daher hoffen wir auf eure Unterstützung. Wir sollen die Umkehrung des folgenden Satzes Beweisen: Die Unstetigkeitsmenge (U(f):={xM:f ist in x unstetig}) einer Funktion f: ist stets eine Fσ -Menge.
Das heißt also für uns ist die Aufgabe, zu zeigen, dass es zu jeder Fσ -Menge U eine Frunktion f: gibt, mit U(f)=U.

Eine Fσ -Menge ist eine abzählbare Vereinigung abgeschlossener Mengen. Weiterhin wissen wir, dass man den Satz, dessen Umkehrung wir jetzt beweisen sollen mit einem An bewiesen wurde, das auf folgende Weise definiert ist: An:={x: für jedes δ>0 existieren y,z(x-δ,x+δ) mit |f(y)-f(z)|1n}. Dann wurde daraus geschlossen, dass U(f)=n=1An ist. Dies ist soweit auch alles schlüssig, ich weiß aber nicht, ob ich dies auch für die Rückrichtung benötige. Also wenn ihr uns helfen könnt, uns hilft alles, also auch jeder kleine Ideen-Ansatz, sind wir euch wirklich dankbar!

Schöne Grüße
Hanna und Lena
Online-Nachhilfe in Mathematik
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michaL

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14:20 Uhr, 03.04.2011

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Hallo Hanna und Lena,

ich würde mich gern damit brüsten, den Beweis dazu selbst gefunden zu haben, hatte aber einfach nur Glück beim Suchen (naja, und etwas Ahnung, vielleicht).

Eine Lösung zu eurer Problemstellung findet ich unter de.wikipedia.org/wiki/Thomaesche_Funktion#Unstetigkeitsstellenmengen

Mfg Michael
Hanna1987

Hanna1987

15:27 Uhr, 03.04.2011

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Hallo MichaL,

vielen Dank für deine schnelle Hilfe. Wir haben da noch eine kleine Rückfrage. Bei der Variante der thomaeschen Funktion, die bei Wikipedia beschrieben wird ist die Rede davon, dass das n minimal sein soll. Worauf bezieht sich das genau? Irgendwie verstehen wir das noch nicht wirklich! Könntest du uns da noch einmal weiterhelfen?

Schöne Grüße
Lena und Hanna
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michaL

michaL aktiv_icon

15:39 Uhr, 03.04.2011

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Hallo,

das n rührt von der abzählbaren Vereinigung her. Abzählbar (unendlich) heißt vereinfacht gesagt, dass man die Mengen mit natürlichen Zahlen indizieren kann: F1F2F3=

Ist nun x, so gibt es vielleicht verschiedene Fi, sodass xFi gilt.
Aber es gibt nur einen KLEINSTEN (minimalen) Index, sodass xFi gilt. Dann soll x1n gelten!

Alles klar?

Mfg Michael
Hanna1987

Hanna1987

15:54 Uhr, 03.04.2011

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Also wenn wir uns jetzt vorstellen, wir vereinigen die Mengen F1 bis F10. Jetzt nehmen wir mal an, wir haben ein xA, dass in F2,F4 und F6 liegt. Dann würde ich, wenn ich dich richtig verstehe für das x, dass in F2 liegt, 1n setzen, aber was ist dann mit den anderen x? Oder kann ich die vernachlässigen, weil ich das ja vorher schon hatte?
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michaL

michaL aktiv_icon

16:04 Uhr, 03.04.2011

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Hallo,

nix durcheinander bringen!

Gesucht ist eine Abbildung (mit geeigneten Eigenschaften).
Wie kann man solche Abbildungen angeben? Indem man für jedes Element aus der Definitionsmenge sein (eindeutiges) Bild angibt!
Genau das passiert hier. Gefragt ist nach DEM Bild von x. Man schaut dazu, in welchen der Fi das fragliche x liegt, etwa xF2,F4,F6. Dann ist die Menge mit dem kleinsten Index eben F2. Also legt man fest: x12.

Und nun das nächste x, usw.

Alles klar?

Mfg Michael
Frage beantwortet
Hanna1987

Hanna1987

16:46 Uhr, 03.04.2011

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Ja sicher... Irgendwann hat man glaub ich nach 6 Stunden ohne Pause echt den Kopf so voll... Vielen Dank!