Приведите пример функции, непрерывной в каждой точке рационального числа, но не непрерывной в каких-либо иррациональных точках, объясните, возможно ли это и почему

14 Ноя в 10:32
3 +1
0
Ответы
1
Невозможно.
Причина (кратко). Множество точек непрерывности произвольной вещественной функции является Gδ_\deltaδ -множеством (пересечение счётного числа открытых множеств). Доказательство: вводим осцилляцию функции в точке
ωf(x)=lim⁡δ→0sup⁡{∣f(y)−f(z)∣: ∣y−x∣<δ, ∣z−x∣<δ}. \omega_f(x)=\lim_{\delta\to0}\sup\{|f(y)-f(z)|:\ |y-x|<\delta,\ |z-x|<\delta\}.
ωf (x)=δ0lim sup{f(y)f(z): yx<δ, zx<δ}.
Тогда fff непрерывна в xxx тогда и только тогда, когда ωf(x)=0\omega_f(x)=0ωf (x)=0. Для каждого n∈Nn\in\mathbb{N}nN множество
Gn={x: ωf(x)<1/n} G_n=\{x:\ \omega_f(x)<1/n\}
Gn ={x: ωf (x)<1/n}
открыто, и множество точек непрерывности равно ⋂n=1∞Gn\bigcap_{n=1}^\infty G_nn=1 Gn , т.е. Gδ_\deltaδ .
Однако множество рациональных чисел Q\mathbb{Q}Q не является Gδ_\deltaδ в R\mathbb{R}R (это следует, например, из теоремы о категориях Бэра: непустое Gδ_\deltaδ в полном метрическом пространстве содержит непустое открытое множество или даже несчётное совершенное подмножество, поэтому не может быть счётным). Следовательно не существует функции, непрерывной ровно во всех рациональных точках и нигде на иррационалах.
14 Ноя в 10:44
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир