一個連續函數的問題?


謝邀。

粗略想了一下,應該跟函數本身關係很大。

就是說如果兩個點取值相同,問這兩個點的間距可以取什麼樣的值。

我的想法是把函數的正部負部分割出來,每一個正的部分或者負的部分的最大間隔都不難估計,就是它與x軸相交的那個小區間的長度;但難的地方在於不同的正部和負部怎麼去比較。這些小區間可以有無窮多個的。比如 xsin(frac{1}{x}) 再做一下擾動,就說不清楚了。。


謝邀:這是一道非常經典的數學分析問題了:設 a=frac{1}{n} ,構造函數 F(x)=f(x+frac{1}{n})-f(x) ,

如果 xx_i=frac{i}{n} 的時候有一個是零,那麼結果成立了。如果都是正數,那麼f(1)-f(0)=sum_{i}F(x_i)>0

矛盾,類似的都是負數也不行。所以至少有一個 x_k 使得 F(x_k) 正有一個 x_j 使得 F(x_j) 是負的,然後根據介值定理,那麼可以得知有一個數 xi 使得 F(xi)=0. 值得一提的是,對於任意 n, 至少存在 n 對數 (x,y) 使得 f(x)=f(y) .而且 x-y 剛好是 1/n 的整數倍。

或者說,下面的等價結論:如果連續函數滿足 f(0)=f(n) ,必然至少存在 n 組數 (x,y) 使得 f(x)=f(y) 並且 y-x 是一個正整數。

我剛剛發現這個問題還有一個瑕疵,那就是如果 a
eq frac{1}{n} 怎麼辦?回答是不行,對於任意此類的 a ,都可以構造一個連續函數 f 使得 f(x+a)
eq f(x)

我雖然想畫一下,但是好累,果然萬能的MSE上已經有答案了,老實講,這圖畫得太形象了。

我貼上地址和截圖:

Construct a continuous function $f$ over $[0,1]$ satisfying $f(0) = f(1)$ but $f(x)
eq f(x+a)$


出自zorich的數學分析 第七題

題主來問作業的咩.....


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