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Aufgabe:

Gegeben ist die Funktion f:[0, 1]-->ℝ  f(x):=x, falls x∈[0,1]∩ℚ bzw. 0 falls x∈[0, 1]∩ℝ\ℚ

Aufgabe: Bestimmens Sie alle Punkte in denen die Funktion stetig ist.


Problem/Ansatz:

Als Tipp ist gegeben, dass sowohl ℚ, als auch ℝ\ℚdicht sind. Also dass es für alle r∈ℝ, für alle ε∈ℝ>0 ein x∈[0, 1]∩ℚ bzw. ∩ℝ\ℚ gibt, so dass |r-x|<ε gilt.

Daher meine Vermutung, dass ich hier das ε-δ-Kriterium benutzen muss. Ich habe aber keine Idee, wie ich diesen Beweis führen soll.

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1 Antwort

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Wir zeigen f ist nur in x=0 x=0 stetig.
Sei ϵ>0\epsilon>0, dann gilt für  δ : =ϵ/2 \delta :=\epsilon /2 und alle  y[0,δ)y \in [0,\delta)
f(0)f(y)=f(y)<ϵ |f(0)-f(y)|=|f(y)|< \epsilon.
Denn ist  yQ y \in \mathbb Q, so ist 
f(y)=y=y<ϵ/2<ϵ |f(y)|=|y|=y<\epsilon /2<\epsilon .
Ist  yRQ y \in \mathbb R \setminus \mathbb Q, dann
f(y)=0<ϵ|f(y)|=0<\epsilon. qed.

Sei x0[0,1] x_0 \in [0,1] weiterer Punkt, wo f stetig ist.
Wegen der Dichtheit finden wir Folge (qn)n (q_n)_n in Q[0,1] \mathbb Q \cap [0,1] mit 
qnx0 q_n \to x_0.
Analog gibt es eine Folge (cn)n (c_n)_n in  [0,1]RQ[0,1] \cap\mathbb R \setminus \mathbb Q   mit
cnx0 c_n \to x_0.
Da f insbesondere folgenstetig in x0 x_0 ist, gilt :
x0=limqn=limf(qn)=f(limqn)=f(x0)=f(limcn)=limf(cn)=0 x_0=\lim q_n= \lim f(q_n) = f( \lim q_n)=f(x_0)= f(\lim c_n)=\lim f(c_n)=0
0 \therefore 0 ist der einzige Punkt wo f stetig.

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Warum gilt f(x)f(y)=1\large\vert f(x)-f(y)\vert=1 ?

Ach, tut mir leid, dachte f wär die Dirichlet Funktion. Werde zeitnah antwort verändern, sorry>_<

Okay, jetzt aber bezieht sich mein Antwort auf die Frage :)

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