↓
 ↑
Регистрация
Имя/email

Пароль

 
Войти при помощи
Временно не работает,
как войти читайте здесь!
Матемаг Онлайн
21 ноября 2014
Aa Aa
Такой вопрос. Может кто-нибудь с навыками гугления или математики выше 9000 найти простое доказательство, что непрерывные кривые, соединяющие противолежащие точки выпуклого четырёхугольника ВНУТРИ НЕГО обязательно пересекутся? Или, иначе, дано:
- Плоскость, 2-мерное евклидово пространство
- 2 произвольные несовпадающие прямые
- На двух любых соседних лучах их пересечения берём 4 различные точки: любые 2 на одном, любые 2 на другом.
- Соединяем вторую от точки пересечения точку первого луча с первой от точки пересечения второго и наоборот произвольными кривыми.
Вопрос: почему они пересекутся?

Подразумевается, что мне не надо будет осваивать 4-томный 6-летний курс топологии, чтобы понять ответ; матан, включая рассуждения на языке эпсилон-дельта понимаю, но не совсем понимаю, как их присобачить к кривым, не являющимся однозначными функциями с любой (бесконечной в том числе) длиной и возможностью произвольного числа самопересечений.
http://dxdy.ru/topic81619.html - единственная найденная на тему ссылка. Куча топологических (печаль-тоска-Нургл) рассуждений прилагается.

...к вопросу "зачем мне это?" Ну. Одна любопытная задачка к такому сводится.
Ещё интересней было бы увидеть конструктивное доказательство существования, к слову.

#вопрос #математика #моё
21 ноября 2014
46 комментариев из 95 (показать все)
Функция, не заданная аналитически, всего лишь функция, не заданная аналитически в явном виде. Ее можно представить в виде суммы N-го числа явно заданных функций, как правило, элементарных. N не обязательно конечно. Т.е. теоретически любую ф-ию можно задать явно.
Матемаг Онлайн
Это не однозначная функция, начнём с того что. Если это не функция, то нельзя, например, доказать так, как для однозначных функций - с помощью разности.
Разность тоже будет неоднозначной функцией, но это не будет мешать ей быть непрерывной.
Жил-был путь, соединяющий центр Москвы с Римом, минуя МКАД. Смотрим на его серединку. Она либо в зоне Москвы, либо за МКАДом. Т.е. у нас три точки: Москва, Москва/заМКАДье, замкадье. Убираем ту крайнюю точку, что повторилась, и снова делим кривую пополам. Серединка снова либо в замкадье, либо в Москве. Делим-делим, делим-делим. Расстояние между московской и замкадьевой точками вдоль кривой всё сокращается. По построению, стремимся к точке, к которой приблизились со стороны Москвы, совпадающей с точкой, к которой пришли со стороны замкадья. Предел — предельная точка Москвы и предельная точка замкадья. Это значит, что мы попали на кольцевую.
Матемаг Онлайн
София Риддл, надо глянуть, нет ли в доказательстве той теоремы чего-то, противоречащего неоднозначности функции.

Cheery Cherry, а вот это ещё лучше:) Конструктивизм!
Там есть неточность, но я всё ещё на паре:)
Матемаг Онлайн
Конечно, например, "поделим кривую пополам" - проще делить проекцию кривой на прямую и не парить мозг, например. Но теперь я ясно вижу, что и доказательство Софьи, и твоё прямо ссылается на непрерывность функции, конкретно, на вложенные отрезки. Правда, с неоднозначными функциями... но, думаю, решаемо. Картинка в голове сложилось, это ня.
А, нет, то,что яимела в виду, оказалось не неточнгстью, ок

А то решение не прочла, ничего не скажу
Матемаг Онлайн
ОК.

Однофигственно, что так, что эдак, на непрерывность ссылается. И это прекрасно. Ясная картинка сложилась, за что вам обеим большое спасибо. Занимательно, что математиков-мужчин в блогах нету:)
Думаю, момент неподходящий
Ты начал мое утро, эдакие шесть или сколько там часов утра))
Матемаг Онлайн
Хех, утро с матана. Ня или не ня?:)
Одним мозгом вникать в статью, другим — рисовать четырехугольничек. Было весело
Матемаг Онлайн
Рисовать четырёхугольничег?:) Хочу два мозга. Научи!
Ой, у меня многозадачность прямо нездоровая. Я часто не могу только слушать пару, и всё. Лучше воспринимаю, когда делаю два дела одновременно. Это мешает.
Пусть данная кривая разбивает на компакты A и B четырёхугольник G, так, что А и В пересекаются только по этой кривой Г0.
По условию искомая кривая Г лежит в G, её точки есть и в А, и в В. Назовём множества таких точек АГ и ВГ.
Из непрерывности отображения отрезка в кривую Г, получается, что такие множества имеют непрерывные прообразы, как-то расположенные на отрезке. Так как все точки отрезка отображаются в точки, лежащие только в A+B, то AГ+ВГ = наш отрезок. Так как на отрезке нет точек, не лежащих либо в АГ, либо в ВГ, а отрезок непрерывный, то получается, есть такие точки, лежащие и в АГ и в ВГ. Т.е. в их пересечении(надо ли тут доказывать?). По непрерывности и построению получаем, что такие точки лежат на пересечении А и В, что есть наша кривая Г0. ЧТД.
Строгость можно и дальше наводить, но идея такая вот.

Жду критики =)
Кстати, все такие задачи так или иначе будут ссылаться на непрерывность
Матемаг Онлайн
Cheery Cherry, а я б хотел себе многозадачность.

Mikie, когда вы упомянули "праобраз" и "компакты", я автоматически перестал читать. Выше в посте сказано про топологию:)
получается, есть такие точки, лежащие и в АГ и в ВГ

А может, прообраз АГ — это [0, 1], а ВГ — (1, 2].
Эй, это второкурный матан же!
Компакт - это когда все точки множества лежат внутри множества.
Кривая - это когда непрерывным отображением из отрезка(который пробегает параметр t) получаем мн-во (x(t),y(t))
соотвественно прообраз кривой - отрезок.
это ещё нифига не топология)
Cheery Cherry
АГ и ВГ - компакты
Матемаг Онлайн
Mikie, *с подозрением* точно? Ладно, прочту.

"АГ и ВГ - компакты" - докажи!

Cheery Cherry, "А может, прообраз АГ — это [0, 1], а ВГ — (1, 2]" - прямая может быть свёрнута в отрезок же или интервал. Они все "топологически эквивалентны", на точный термин моих знаний не хватает. Потому что имеют одну и ту же меру.
Матемаг Онлайн
Между прочим, если уважаемая Софья ещё здесь, а можно ссылку или намёк, где искать, что любую функцию можно представить аналитически?
*все предельные точки принадлежат множеству

Ну так надо шевелиться и говорить, что вот, разбили на два замкнутых множества, а сверху наложили кривую, которая тоже замкнутое, и пересечение двух замкнутых замкнуто, а значит, и первый, и второй кусок / набор кусков новой кривой замкнут. Кривая была непрерывна, значит, первый и второй наборы соединены, и точки пересечения угодили и туда, и туда.
Хорошо, щас попытаюсь.
Пусть всё как в примере и x=1 - предельная точка.
Тогда её образ r лежит в АГ и любая проколотая окрестность r пересекается с BГ. Тогда либо r принадлежит ВГ(и тогда мы неправильно взяли прообраз и скобка должна быть квадратной), либо не принадлежит.
Но если в любой её окрестности есть точки ВГ и AГ, то она является точкой непрерывности и принадлежит АГ и ВГ. Противоречие с тем, что она не принадлежит ВГ.
Матемаг
Я забыла упомянуть про непрерывность)))) Ибо мы вроде как с ее учетом обсуждали...
Cheery Cherry, я просто расписал подробнее.
Это плохо?
Мики, то ли используете точку граничную, а не предельную, то ли где-то опечатка в АГ и ВГ, то ли я вас пе понимаю.
Матемаг Онлайн
Софья, хорошо, уточню, тогда где искать намёки или теоремы, что любые непрерывные функции обязательно можно определить аналитически?
Матемаг Онлайн
Mikie, угу, докажите, что кривая Г0 будет предельной. Нам про неё известно совсем ничего: она непрерывна, соединяет вот эти точки. Всё.
Граничная точка это либо предельная точка либо изолированная точка. Изолированных точек у нас как бы нет.
Матемаг Онлайн
*зануда ON*
Хорошо, тогда давайте глянем, почему ваше построение возможно, т.е., почему такое деление можно совершить.
*зануда OFF*
Эммм Г0 - компакт, потому что непрерывная кривая.
не понял.
Мы ничего не строим. Мы называем. Назвали мн-во А. Увидели, что оно компакт. И так далее.
Матемаг Онлайн
Для того, чтобы подмножество в R^n было компактом, необходимо и достаточно замкнутости и ограниченности, да, теперь посмотрел, ограниченность по условию задачи, замкнутость - потому что непрерывная.
*ищет, к чему бы придраться*
Матемаг
Дык любую функцию можно представить в виде суммы двух (и не только двух) функций. Пусть у нас есть есть ф-ия f(x). Представим ее в виде суммы любой явно заданной аналитически функции F(x) и неявно заданной g(x). У нас есть функция g(x). Представим ее в виде суммы явно заданной аналитически функции G(x) и неявно заданной у(x)... Повторять до полного удовлетворения))))

Я не зря упомянула про то, что число этих функций не обязательно конечно.
Матемаг Онлайн
Всякий ли функциональный ряд сходится?
Любую ли функцию можно представить функциональным рядом?
Почему?
Так я не говорю о сходимости))))
Матемаг Онлайн
А как тогда проверить, верный ли ряд, соответствует ли он функции в каждой точке? Само представление функциональным рядом утратит смысл.
так я и сказала - теоретически))) можно разложить на сумму любых функций.

Все, в принципе, верно - должно быть практическое применение. Поэтому подобные разложения применяются не везде, а только там, где это оправдано.

Собственно, представление функции аналитически должно быть выполнимо в реале))) иначе это действо лишено смысла...
Есть бездна невычислимых чисел
Если мы никакое из них не можем задать, то значит ли это, что их не существует? Так же и с функциями.
Ну вы же назвали "предельные" точки, а они не обязательно граничные.
ну и что? при чем тут граничные точки вообще, если замкнутое мн-во - это которое содержит свои предельные точки?
Матемаг Онлайн
Софья, а теперь мне захотелось примеров...

Mikie, мне скорее больше интересны неопределимые числа и функции. Чем гуще тьма, тем интересней!
Каких примеров)?
Матемаг Онлайн
Примеров функций, которые можно разложить в ряд, но... ну, например, с каждый членом точность частичной суммы ряда будет меньше. Хочу экзотики! Меньше вычислимости, больше тьмы, меньше определяемости, больше мрака!
Дык оффтоп уже.
вообще есть алгоритмически неразрешимые проблемы, например https://ru.wikipedia.org/wiki/Десятая_проблема_Гильберта
Матемаг Онлайн
Ну и что. Оффтоп ня.
ПОИСК
ФАНФИКОВ







Закрыть
Закрыть
Закрыть