0 Daumen
1,3k Aufrufe

Aufgabe:

Sei

\( f:[0,1] \longrightarrow \mathbb{R}, \quad x \longmapsto\left\{\begin{array}{cl} \left.\frac{1}{\left[\frac{1}{x}\right.}\right] & \text { falls } x>0 \\ 0 & \text { falls } x=0 \end{array}\right. \)

Bestimmen Sie alle Punkte in denen \( f \) stetig ist und alle Punkte in denen \( f \) unstetig ist.

Avatar von
für x > 0 gilt der obere Term den ich vereinfache zu
f ( x ) = x. Die Funktion ist stetig
für x = 0 gilt f ( 0 ) = 0
damit ist auch an der Nahtstelle Stetigkeit vorhanden.
Soweit meine Überlegungen.

mfg Georg

Das ist die Abrundungsfunktion, nicht die Betragsfunktion.

Die Funktion sieht so aus

Die senkrechten Strecken sehen nur so aus...

Das kann man nicht so einfach mal lösen. Das braucht Zeit und Arbeit.

Einige Tipps: 1/x ist bis auf den Punkt x = 0 stetig. floor( x ) ist stetig an allen Stellen, wo x keine ganze Zahl ist. Als Komposition (teilweise) stetiger Funktionen ist 1/floor( x ) also stetig an allen Stellen, wo x keine ganze Zahl ist und floor(x) ungleich 0. Mit 1/floor(1/x) muss man dann mal gucken, das wird schwieriger.
Die Funktion heißt also

1 geteilt durch Betrag ( 1 / x ) = 1  /  | 1 / x |.  Ja ?

 Durch den Def-Bereich [0,1]  sind alle x postiv. Das Betragszeichen
dürfte keine Auswirkung haben ?

  Irgendwo steckt bei meinen Annahmen wohl ein Fehler ?

  mfg Georg

Der Betrag wird mit senkrechten strichen geschrieben | x |

Die Abrundungsfunktion FLOOR(x) wird mit so komischen Klammern geschrieben

1 Antwort

0 Daumen
Hi,

schauen wir uns zuerst die Unstetigkeitsstellen an. f(x) ist an den Stellen \( x=\frac{1}{n} \) unstetig. Nehme eine Folge \( a_k \) die von rechts gegen \( \frac{1}{n} \) konvergiert. Dann gibt es ein \( k_0 \in \mathbb N \) s.d. gilt \( \frac{1}{n} \lt a_k \lt \frac{1}{n-1} \) für alle \( k \gt k_0 \), also gilt \( n-1 \lt \frac{1}{a_k} \lt n \) Damit ist \( \lfloor \frac{1}{a_k} \rfloor = n-1 \) und \( \frac{1}{\lfloor \frac{1}{a_k} \rfloor}=\frac{1}{n-1} \)

Nehme nun eine Folge \( b_k \) die von links gegen \( \frac{1}{n} \) konvergiert, dann kommt mit den gleichen Argumenten wie oben aber raus, dass gilt \( \frac{1}{\lfloor \frac{1}{a_k} \rfloor}=\frac{1}{n} \) Damit ist die Funktion an den Stellen \( \frac{1}{n} \) unstetig, weil der rechtsseitige und der linksseitige Grenzwert nicht übereinstimmt.

Gesondert muss man den Fall x=0 betrachten, dort ist die Funktion stetig, weil für eine beliebige Folge die von rechts gegen 0 konverigert gilt \( |a_k|=a_k \lt \delta \) für jedes \( \delta \gt 0 \). Wähle jetzt \( \delta \) so das gilt \( \delta \lt \frac{1}{N} \lt \epsilon \) dann folgt, \( \frac{1}{a_k} \gt \frac{1}{\delta} \gt N \gt \frac{1}{\epsilon} \). Und daraus folgt \( \lfloor \frac{1}{a_k} \rfloor \gt N  \gt \frac{1}{\epsilon} \) also \( \frac{1}{\lfloor \frac{1}{a_k} \rfloor} \lt \epsilon \). Also ist die Funktion an der Stelle 0 stetig.

Da die Funktion \( \lfloor x \rfloor \) an allen Stellen aus bei \( n\in \mathbb N \) stetig ist, ist die Zusammensetzung stetiger Funktionen auch an diesen Stellen stetig.

Damit sind alle Fragen geklärt.
Avatar von 39 k

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community