Mathcenter Forum  

Go Back   Mathcenter Forum > คณิตศาสตร์โอลิมปิก และอุดมศึกษา > Calculus and Analysis
สมัครสมาชิก คู่มือการใช้ รายชื่อสมาชิก ปฏิทิน ข้อความวันนี้

ตั้งหัวข้อใหม่ Reply
 
เครื่องมือของหัวข้อ ค้นหาในหัวข้อนี้
  #1  
Old 21 กันยายน 2006, 14:37
mayalone mayalone ไม่อยู่ในระบบ
หัดเดินลมปราณ
 
วันที่สมัครสมาชิก: 05 กรกฎาคม 2006
ข้อความ: 40
mayalone is on a distinguished road
Post ช่วยทำข้อสอบ analysisของจุฬาให้หน่อยครับ

15 ข้อ ข้อละ 8 คะแนน ครับ ช่วยคิดหน่อยงับ
ตอบพร้อมอ้างอิงข้อความนี้
  #2  
Old 21 กันยายน 2006, 16:31
passer-by passer-by ไม่อยู่ในระบบ
ผู้พิทักษ์กฎทั่วไป
 
วันที่สมัครสมาชิก: 11 เมษายน 2005
ข้อความ: 1,442
passer-by is on a distinguished road
Smile

1. We'll prove that $ f(x)= 0 $ for all irrational numbers

Let $x$ be an irrational number

Since Q is dense in R , we can find sequence $ (x_n) \subset Q $ converges to irrational $x$

And by continuity of $f$ , then we have $ f(x_n) $ converges to $ f(x)$

But from definition of $f$ , we have $ f(x_n)= 0 $ for all $n$

Hence, $ f(x)=0 $ for all irrational $x$

NOTE: This problem leads to interesting corollary: If f,g are continuous on R and f(r)=g(r) for all rational numbers r ,then f(x)=g(x) for all real numbers x


2. Clearly, such $f$ is continuous on R

Since $f(1) < 0$ and $f(2) >0$ then ,by intermediate value theorem, there exists $ r \in (1,2) $ such that $ f(r)=0$

Use this theorem again on $(-8,0)$ since $f(-8) >0$ and $f(0)<0$


3. Define $ g(x)= f(x) - \beta $ Then g is continuous on R and $g(x_0) <0 $

By definition of continuous function, there exists a neighborhood of $x_0$ such that

$ \mid g(x)-g(x_0) \mid < \frac{-g(x_0)}{2} $

Equivalently, $ g(x) < \frac{g(x_0)}{2} < 0$

So $ f(x) < \beta $ in a neighborhood of $x_0$

4. (Like proof for the case f,g are continuous)

5. Not always.

For example, $ f(x)=\left\{\begin{array} &-1& x \leq 0 \\ x-1& x>0 \end{array}\right. $
$ g(x)=\left\{\begin{array} &x& x \leq 0 \\ 0& x>0 \end{array}\right. $

But $ (fg)(x)=\left\{\begin{array} &-x& x \leq 0 \\ 0& x>0 \end{array}\right. $ which is decreasing function.
__________________
เกษียณตัวเอง ปลายมิถุนายน 2557 แต่จะกลับมาเป็นครั้งคราว

23 กันยายน 2006 03:53 : ข้อความนี้ถูกแก้ไขแล้ว 2 ครั้ง, ครั้งล่าสุดโดยคุณ passer-by
ตอบพร้อมอ้างอิงข้อความนี้
  #3  
Old 21 กันยายน 2006, 16:55
M@gpie's Avatar
M@gpie M@gpie ไม่อยู่ในระบบ
ลมปราณไร้สภาพ
 
วันที่สมัครสมาชิก: 09 ตุลาคม 2003
ข้อความ: 1,227
M@gpie is on a distinguished road
Post

ยากจังคับ แหะๆ สงสัยให้ผมไปสอบคงจะไม่รอด
__________________
PaTa PatA pAtA Pon!
ตอบพร้อมอ้างอิงข้อความนี้
  #4  
Old 22 กันยายน 2006, 10:39
mayalone mayalone ไม่อยู่ในระบบ
หัดเดินลมปราณ
 
วันที่สมัครสมาชิก: 05 กรกฎาคม 2006
ข้อความ: 40
mayalone is on a distinguished road
Post

ขอบคุณครับ
ตอบพร้อมอ้างอิงข้อความนี้
  #5  
Old 23 กันยายน 2006, 04:59
passer-by passer-by ไม่อยู่ในระบบ
ผู้พิทักษ์กฎทั่วไป
 
วันที่สมัครสมาชิก: 11 เมษายน 2005
ข้อความ: 1,442
passer-by is on a distinguished road
Smile

6. By definition of f , then we have

$ \mid f(x)-g_{\frac{\epsilon}{3}}(x) \mid < \frac{\epsilon}{3} $ ...(1)
And $ \mid f(y)-g_{\frac{\epsilon}{3}}(y) \mid < \frac{\epsilon}{3} $...(2)

Since $g$ is uniformly continuous on A ,then there exists $ \delta >0 $ such that

$ \mid g_{\frac{\epsilon}{3}}(x)-g_{\frac{\epsilon}{3}}(y) \mid < \frac{\epsilon}{3} $ (if $ \mid x-y \mid < \delta $) ...(3)

So if we combine (1) to (3) then we have

$\mid f(x)-f(y) \mid \leq \,\mid f(x)-g_{\frac{\epsilon}{3}}(x) \mid + \mid g_{\frac{\epsilon}{3}}(x)-g_{\frac{\epsilon}{3}}(y) \mid + \mid g_{\frac{\epsilon}{3}}(y)-f(y) \mid < \frac{\epsilon}{3}+\frac{\epsilon}{3}+\frac{\epsilon}{3} =\epsilon $(if $ \mid x-y \mid < \delta $ and all x,y in A)

Hence, f is uniformly continuous on A.

7. Neither open nor closed set.

Let $ x \in Q$

Since every neighborhood of x contains irrational numbers ,then Q can't be open set.

Moreover, we can construct sequence of points in Q converging to irrational number,say ,y , so y is a limit point of Q, but not in Q. It follows that Q isn't closed set.

NOTE: In mathematics, set seems different from door. Sometimes it's both closed and open simultaneously and sometimes it's neither closed nor open simultaneously.

8. No.

For example, $ K_n= [n,n+1] $ which is compact in R. So $$ \bigcup_{n=1}^{\infty}=[1,\infty)$$ Such countable union isn't compact (since it's unbounded in R).


9. (I 'll do this problem based on compact in R only)

Since compact implies bounded ,then inf K and sup K exist.

The remaining is to prove that both are in K. We'll prove for sup K only and inf K is done in similar way.

Using characterization of supremum, for all $\epsilon >0$ there exists $x \in K $ such that
$\text{sup K} - \epsilon < x $...(1)

Since $ x \leq \, \text{sup K} < \text{sup K} +\epsilon $...(2)

Combine (1),(2) we obtain$ \mid \text{sup K} - x \mid < \epsilon $

Equivalently, all neighborhoods of sup K contains element in K and thus sup K is a limit point of K.

But K is compact , so it's closed and hence K contains all limit points,including sup K.

10. Let $ x,y \in I $ and suppose that x<y

By Mean Value Theorem of f on (x,y),

so there exists $ c \in (x,y) $ such that $\frac{f(y)-f(x)}{y-x} = f'(c) < 0 $

Thus, f(y)-f(x) < 0 ,that is , f is strictly decreasing.
__________________
เกษียณตัวเอง ปลายมิถุนายน 2557 แต่จะกลับมาเป็นครั้งคราว

23 กันยายน 2006 19:50 : ข้อความนี้ถูกแก้ไขแล้ว 1 ครั้ง, ครั้งล่าสุดโดยคุณ passer-by
ตอบพร้อมอ้างอิงข้อความนี้
  #6  
Old 27 กันยายน 2006, 13:34
mayalone mayalone ไม่อยู่ในระบบ
หัดเดินลมปราณ
 
วันที่สมัครสมาชิก: 05 กรกฎาคม 2006
ข้อความ: 40
mayalone is on a distinguished road
Post

ขอบคูณมากเลยครับ อีกนิดนะครับ
ตอบพร้อมอ้างอิงข้อความนี้
  #7  
Old 28 กันยายน 2006, 06:43
passer-by passer-by ไม่อยู่ในระบบ
ผู้พิทักษ์กฎทั่วไป
 
วันที่สมัครสมาชิก: 11 เมษายน 2005
ข้อความ: 1,442
passer-by is on a distinguished road
Smile

11. See #18 of this link Solution

13. Since $ f_n$ converges uniformly to $f$ , then

$ \exists N $ such that $ \mid f_N(x)-f(x) \mid < 1 $ for all $ x \in A $

And since $f_n$ is bounded on A,say ,by M.

It follows that $ \mid f(x) \mid \leq \,\, \mid f(x)-f_N(x) \mid + \mid f_N(x) \mid < 1+M \quad \forall x \in A $

NOTE: เว้นวรรค คำว่า "ขอบเขต" กับคำว่า "บน A" ในโจทย์ด้วยก็ดีนะครับ

14. Use Weierstrass M-Test

15. Let $S_k$ be partial sum of $ \sum f_n $

For $c = 0$ , Obvious !

For $ c \neq 0 $

Since $ \sum f_n $ converges uniformly to $ f $ then

$ \forall \epsilon >0 \,\, \exists N $ such that $ \mid S_k(x)-f(x) \mid <\frac{\epsilon}{\mid c\mid} \quad (k \geq N , \forall x \in A)$

After this, it's not difficult to follow.

Edit : Add Link of Question 11.
__________________
เกษียณตัวเอง ปลายมิถุนายน 2557 แต่จะกลับมาเป็นครั้งคราว

28 กันยายน 2006 18:28 : ข้อความนี้ถูกแก้ไขแล้ว 3 ครั้ง, ครั้งล่าสุดโดยคุณ passer-by
ตอบพร้อมอ้างอิงข้อความนี้
ตั้งหัวข้อใหม่ Reply


หัวข้อคล้ายคลึงกัน
หัวข้อ ผู้ตั้งหัวข้อ ห้อง คำตอบ ข้อความล่าสุด
numerical analysis 2 natto คณิตศาสตร์อุดมศึกษา 0 22 กันยายน 2006 16:53
โจทย์ real analysis เบื้องต้นรบกวนด้วยครับ rigor Calculus and Analysis 5 06 ธันวาคม 2005 21:16
หลักการของการ analysis PaoBunJin Calculus and Analysis 5 14 ตุลาคม 2005 09:01
Real Analysis Exam Punk Calculus and Analysis 3 04 พฤษภาคม 2005 04:52
math analysis kanji ปัญหาคณิตศาสตร์ทั่วไป 3 15 พฤศจิกายน 2004 23:30


กฎการส่งข้อความ
คุณ ไม่สามารถ ตั้งหัวข้อใหม่ได้
คุณ ไม่สามารถ ตอบหัวข้อได้
คุณ ไม่สามารถ แนบไฟล์และเอกสารได้
คุณ ไม่สามารถ แก้ไขข้อความของคุณเองได้

vB code is On
Smilies are On
[IMG] code is On
HTML code is Off
ทางลัดสู่ห้อง


เวลาที่แสดงทั้งหมด เป็นเวลาที่ประเทศไทย (GMT +7) ขณะนี้เป็นเวลา 03:17


Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd.
Modified by Jetsada Karnpracha