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No.7ベストアンサー
- 回答日時：
x≦0の時 f(x)=0
0<x≦1の時 f(x)=(x^2)sin(π/(2x^2))
x>1の時 f(x)=2x-1
とする
lim_{x→+0}(x^2)sin(π/(2x^2))=0=f(0)
だから
f(x)はx=0で連続
lim_{x→1-0}(x^2)sin(π/(2x^2))=1=lim_{x→1+0}2x-1
だから
f(x)はx=1で連続
だから
f(x)は連続
閉区間[0,1]でf(x)は連続だから
f(x)は[0,1]で一様連続
x≦0で一様連続
x≧1で一様連続
だから
f(x)は一様連続
x<0の時 f'(x)=0
f'-(0)=lim_{h→-0}{f(h)-f(0)}/h=0
f'+(0)
=lim_{h→+0}{f(h)-f(0)}/h
=lim_{h→+0}{(h^2)sin(π/(2h^2))}/h
=lim_{h→+0}hsin(π/(2h^2))
=0
だから
f'(0)=0
0<x<1の時
f'(x)=2xsin(π/(2x^2))-(π/x)cos(π/(2x^2))
f'-(1)=2
f'+(1)
=lim_{h→+0}{f(1+h)-f(1)}/h
=lim_{h→+0}{2(1+h)-1-1}/h
=lim_{h→+0}2h/h
=2
だから
f'(1)=2
x>1の時 f'(x)=2
だから
f(x)は微分可能
0<x<1の時
f'(x)=2xsin(π/(2x^2))-(π/x)cos(π/(2x^2))
だから
lim_{x→+0}f'(x)=±∞
だから
導関数f'(x)は有界でない
f'(0)=0だから
導関数f'(x)はx=0で不連続
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No.5
- 回答日時：
f(x)=ax+b
とすると
任意のε>0
に対して
δ=ε/(1+|a|+ε)
とすると
|t-x|<δ となる任意のt,xに対して
|f(t)-f(x)|
=|at+b-ax-b|
=|a(t-x)|
≦|a|δ
=|a|ε/(1+|a|+ε)
<ε
だから
f(x)=ax+bは一様連続
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No.4
- 回答日時：
No3さん証明ありがとうございます。
「一様連続」のWikiにf(x)=x^2は連続だが、一様連続でない例としてあがっていましたね。そうすると、一様連続性をR上で満たす関数は(少なくともx^2や1/xのような意味での単純な関数）は見つけるのが容易でないということでしょうか？数学書にそうした例がでているのは見たことはありません。
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No.3
- 回答日時：
任意のε>0
に対して
あるδ>0が存在して
|t-x|<δ となる任意のt,xに対して
|f(t)-f(x)|<ε
と
なる時
fは一様連続という
f(x)=x^2
とすると
任意のδ>0に対して
x>1/δとなる
xがある
t=x+1/x
とすると
|t-x|=1/x<δ
|t^2-x^2|
=|(x+1/x)^2-x^2|
=2+1/x^2
>2
だから
f(x)=x^2は一様連続ではない
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No.2
- 回答日時：
＞一体どのような教育を受けるとこのような愚かなことを平気で書けるようになるのか知りたいので、簡単にでいいので教えていただけませんか？
間違っていますか？この命題「ｆ:R→Rは微分可能で一様連続のとき、導関数f'はRで有界である」は正しくないので、シンプルな反例を一つあげたのです。正しいなら、命題を証明しなくてはならないが、正しくないなら、反例を一つあげればよいのです。違いますか？
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