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先给出黎曼函数的定义
http://s8/middle/a73efbabhc8f55a58ac37&690
题目要求证明,黎曼函数的每一点的极限都是0。
先给出我的证明方式,在图书馆苦思冥想想了一个小时,我太弱了……不过没有放弃就是~鼓鼓掌~估计中间有很多不严密的地方……不过呢,不过应该还是差不多的……后来对比了一下网上放的证明方式发现原理是差不多的……
先给出有理数集的一种“形象化”表达方法……
http://s4/middle/a73efbabhc8f565e8e543&690
比较蛋疼就是了……应该没错的……
本来打算手写的后来感觉一方面自己的字实在是惨不忍睹,另一方面现在也懒得写了,SO……上MATHTYPE……
结论证明缺陷百出,不过还是不忍心把我的“研究成果”埋没了……so……博君一笑而
http://s10/middle/a73efbabh7a80f47d6c79&690
最后附上证明方法,我第一次见到这个方法是在《微积分学教程》
但是似乎数学分析课本上给的习题是证明在x属于R成立,这个没有答案所以不得而知,教程上给的定义x属于(0,1),这个我在求证一下吧……
黎曼函数定义; R(x)=0,如果x=0,1或(0,1)内的无理数;
R(x)=1/q,如果x=p/q(p/q为既约真分数),即x为(0,1)内的有理数。
定理:黎曼函数在区间(0,1)内的极限处处为0。
证明:对任意x0∈(0,1),任给正数ε,考虑除x0以外所有黎曼函数的函数值大于等于ε的点,因为黎曼函数的正数值都是1/q的形式(q∈N+),且对每个q,函数值等于1/q的点都是有限的,所以除x0以外所有函数值大于等于ε的点也是有限的。设这些点,连同0、1,与x0的最小距离为δ,则x0的半径为δ的去心邻域中所有点函数值均在[0,ε)中,从而黎曼函数在x->x0时的极限为0。
推论:黎曼函数在(0,1)内的无理点处处连续,有理点处处不连续。
“对x=0,只需考虑有极限,证明完全一样。”
问题讨论:
我想对这个结论的证明你肯定看到了,并且结论是这样的。你感觉矛盾是直观上不接受。
尽管有理点在这个区间上稠密,但有理点的取值能取大的很少(大小只是相对。实际上,给定任何一个小于1的数,能取比这个数大的有理点都是有限个),【这些大的数值是不在这个区间上稠密的】。任意给定一个小于1的数,在这个区间任何子区间上都能找到一个更小的子区间,在这个小的子区间上,尽管有有理数,但有理点的函数值能比给定的数小。所以极限处处为0不难理解。
这样,在无理点的任何邻域尽管有无穷多个有理点,但数值大的不多(给定一个小于1的数,只有有限个有理点的数值能比这个数大),剩下的无穷多个有理点函数值都很小,和0差不多。因此在无理点连续很正常。
对有理点处处不连续,因为对固定的有理点它的函数值是确定的值,而它的任何邻域里总有无理点。还有函数值比这点的函数值更小的无穷多个有理点,这样它和附近的函数值差别就比较大。
连续的本质就是两点距离很近,则函数值就差不多。在有理点做不得这一点。
http://zhidao.baidu.com/question/401774787.html
写的挺不错的,顺便膜拜
另:关于这个证明请各路大神指教,谢谢!
补充后记:问了一下李辉来老师,李老居然懂我的意思……不过我的证明有点语言上的不严谨,另外略微混乱,因为是要证明极限为0不是连续性,叙述有点问题,思路可取不过略不正常……