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Find an counterexample

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发表于 2006-10-25 20:57:18 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

f is a continuous function, suppose x1 and x2 are any element of (a, b) which is subset of R. If x1f(x2), so we can conclude that for all x is the element of (a,b), f '(x)<0. (false)
 
Can you guys find an counterexample to disprove this statement? Just need to find an example to show that f '(x) would be greater or equal to 0.  Thank you.
www.ddhw.com

 
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沙发
发表于 2006-10-25 21:21:15 | 只看该作者

回复:Find an counterexample


f(x)=-x3  is decreasing on (-1,1)
but f '(x)=-3x2 is zero at x=0
(it is impossible to find an x-value such that f '(x)>0)
 


 
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 楼主| 发表于 2006-10-27 18:58:20 | 只看该作者

回复:回复:Find an counterexample


Awesome, you are reallly professional. Thank you very much.


 
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地板
发表于 2006-10-27 21:22:24 | 只看该作者

能不能做一个不为常数的可微函数,在一个稠密集上导数为0?(不知道答案,瞎问[:P])


  能不能做一个不为常数的可微函数,在一个稠密集上导数为0?(不知道答案,瞎问




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发表于 2006-10-28 07:16:42 | 只看该作者

回复:能不能做一个不为常数的可微函数,在一个稠密集上导数为0?---No.


No. This can be proved via a "proof by contradiction" where the Finite-Covering Theorem is used.
www.ddhw.com

 
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发表于 2006-10-28 08:19:53 | 只看该作者

回复:能不能做一个不为常数的可微函数,在一个稠密集上导数为0?(不知道答案,瞎问[:P])


f(x)=x^3 if x>0 and f(x)=0 if x<=0
 
If it does not work, please let me know.  I don't remember these stuff.
www.ddhw.com

 
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发表于 2006-10-28 09:21:03 | 只看该作者

回复:回复:能不能做一个不为常数的可微函数,在一个稠密集上导数为0?(不知道答案,瞎问[:P])


The dense set in Constant's question should be understood as "the set is dense in the whole domain of this function". Otherwise, the question is trivial as shown in your example.


 
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8#
发表于 2006-10-28 16:41:30 | 只看该作者

I got it-eom


  I got it-eom




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发表于 2006-10-28 18:23:41 | 只看该作者

Can you write out your proof? It is most likely


not that simple, probably beyong calculus. I can construct a function that is continuous, non-constant, differentiable almost everywhere, and yet has 0 derivative on a dense set.
www.ddhw.com

 
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发表于 2006-10-28 20:44:53 | 只看该作者

回复:Can you write out your proof? It is most likely


In case you use "differentiable almost everywhere" to replace "differentiable everywhere", the question is trivial. For example, a function being zero except at the origin (x=0).
www.ddhw.com

 
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发表于 2006-10-28 20:51:01 | 只看该作者

Read carefully. "continuous"


  Read carefully. "continuous"




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12#
发表于 2006-10-28 21:06:15 | 只看该作者

回复:Can you write out your proof? It is most likely


You are right. The proof is "not simple" and "beyond calculus". The following are the steps (sorry for omitting the details) of the proof.

(1)  Assume that function f is not a constant. Then there are two points a and b such that a0.www.ddhw.com

(2)  Choose a dense set D at which f '=0.

(3)  For each point d in D, choose an open interval Id (may be very small) such that |[f(d)- f(x)]/( d-x)|< h/2(b-a) for any x in D.www.ddhw.com

(4)  The union of these open intervals covers the closed interval [a, b]. By the Open Covering Theorem, we can choose finitely many intervals from these open intervals such that their union still covers [a, b]. www.ddhw.com

(5)  Use (3) and (4) to show that |f(a)-f(b)|

 



 
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发表于 2006-10-28 21:19:01 | 只看该作者

回复:Can you write out your proof? It is most likely


Sorry. I thought that the continuity is also almost everywhere.
www.ddhw.com

 
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发表于 2006-10-28 21:22:38 | 只看该作者

回复:Can you write out your proof? It is most likely


Yes. You may use Cantor's set to form such an Example.
www.ddhw.com

 
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发表于 2006-10-28 21:23:56 | 只看该作者

回复:回复:Can you write out your proof? It is most lik


Sorry. There is some problem in step 4. Let me consider it again.


 
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16#
发表于 2006-10-28 22:27:46 | 只看该作者

康大帝,你不知道答案还要来为难我呀,我脑筋已经生锈了。不过对你构造的那个函


康大帝,你不知道答案还要来为难我呀,我脑筋已经生锈了不过对你构造的那个函数还是很有兴趣看的.www.ddhw.com

抱歉昨天没上网,刚看到。看来 yinyin 也是个数学高手啊!



 
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发表于 2006-10-29 00:12:26 | 只看该作者

回复:康大帝,你不知道答案还要来为难我呀,我脑筋已经生锈了。不过对你构造的那个函


大致上是在[0,1]上作一个测度<1的集S,使得S与任何子区间的交有正测度。然后让f(x)在S上为0,其余为1。再作F(x)为 f 的积分。F是单调函数,因此几乎处处可微,并且导数与 f 几乎处处相等。
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发表于 2006-10-29 03:09:48 | 只看该作者

很妙,佩服![:-Q][:-Q][@};-]


  很妙,佩服!




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