Σελίδα 1 από 1

Κλειστότητα συνόλου συναρτήσεων

Δημοσιεύτηκε: Τρί Φεβ 15, 2011 8:48 pm
από Κοτρώνης Αναστάσιος
Δείξτε ότι το σύνολο \displaystyle{\mathcal L:=\Big\{f(x)=\sum_{i=0}^{n}\sum_{j=0}^{m}a_{i,j}x^i\ln^j x:a_{i,j}\in\mathbb R,\,\,n,m\in\mathbb N\Big\}} είναι κλειστό ως προς τις αρχικές.

Re: Κλειστότητα συνόλου συναρτήσεων

Δημοσιεύτηκε: Πέμ Ιουν 05, 2025 6:43 pm
από Tolaso J Kos
Επαναφορά.

Re: Κλειστότητα συνόλου συναρτήσεων

Δημοσιεύτηκε: Πέμ Ιουν 05, 2025 9:46 pm
από Mihalis_Lambrou
Κοτρώνης Αναστάσιος έγραψε:
Τρί Φεβ 15, 2011 8:48 pm
Δείξτε ότι το σύνολο \displaystyle{\mathcal L:=\Big\{f(x)=\sum_{i=0}^{n}\sum_{j=0}^{m}a_{i,j}x^i\ln^j x:a_{i,j}\in\mathbb R,\,\,n,m\in\mathbb N\Big\}} είναι κλειστό ως προς τις αρχικές.
H άσκηση αναρτήθηκε πριν από 14 χρόνια, οπότε μάλλον δεν θα πάρω απάντηση στις δύο ερωτήσεις μου:

α) Δεν ξέρω τι εννοούμε όταν λέμε "αρχικές".

β) Έχω ένσταση στην διατύποωση. Όπως φαίνεται τώρα, δεδομένου ότι κάθε f(x) είναι πραγματικός αριθμός, το \mathcal L είναι σύνολο πραγματικών αριθμών. Όπως μάλλον ο θεμaτοθέτης εννοεί σύνολο συναρτήσεων, δηλαδή έπρεπε να γράφει f και όχι f(x). Με άλλα λόγια, άλλο πράγμα είναι η συνάρτηση, και άλλο η τιμή της. Στην Συναρτησιακή Ανάλυση ΠΟΤΕ δεν γράφουμε f(x) όταν εννοούμε f. Η διαφορά δεν είναι μία απλή λεπτομέρεια, αλλά ουσιώδης.

Re: Κλειστότητα συνόλου συναρτήσεων

Δημοσιεύτηκε: Πέμ Ιουν 05, 2025 10:09 pm
από BAGGP93
Mihalis_Lambrou έγραψε:
Πέμ Ιουν 05, 2025 9:46 pm
Κοτρώνης Αναστάσιος έγραψε:
Τρί Φεβ 15, 2011 8:48 pm
Δείξτε ότι το σύνολο \displaystyle{\mathcal L:=\Big\{f(x)=\sum_{i=0}^{n}\sum_{j=0}^{m}a_{i,j}x^i\ln^j x:a_{i,j}\in\mathbb R,\,\,n,m\in\mathbb N\Big\}} είναι κλειστό ως προς τις αρχικές.
H άσκηση αναρτήθηκε πριν από 14 χρόνια, οπότε μάλλον δεν θα πάρω απάντηση στις δύο ερωτήσεις μου:

α) Δεν ξέρω τι εννοούμε όταν λέμε "αρχικές".

β) Έχω ένσταση στην διατύποωση. Όπως φαίνεται τώρα, δεδομένου ότι κάθε f(x) είναι πραγματικός αριθμός, το \mathcal L είναι σύνολο πραγματικών αριθμών. Όπως μάλλον ο θεμaτοθέτης εννοεί σύνολο συναρτήσεων, δηλαδή έπρεπε να γράφει f και όχι f(x). Με άλλα λόγια, άλλο πράγμα είναι η συνάρτηση, και άλλο η τιμή της. Στην Συναρτησιακή Ανάλυση ΠΟΤΕ δεν γράφουμε f(x) όταν εννοούμε f. Η διαφορά δεν είναι μία απλή λεπτομέρεια, αλλά ουσιώδης.
Καλησπέρα κ. Λάμπρου, προφανώς ο Αναστάσης εννοεί το σύνολο όλων των συναρτήσεων f\colon \left(0,+\infty\right)\to \mathbb{R} της μορφής \displaystyle{f(x)=\sum_{i=0}^n \sum_{j=0}^m a_{i,j}x^i\,\ln^j x} όπου a_{i,j}\in\mathbb{R} και n,\,m\in\mathbb{N}.

Το κλειστές ως προς τις αρχικές σημαίνει "αν f\in \mathcal{L} και F\colon\left(0,+\infty\right)\to \mathbb{R} αρχική της f, τότε F\in\mathcal{L}.

Re: Κλειστότητα συνόλου συναρτήσεων

Δημοσιεύτηκε: Πέμ Ιουν 05, 2025 11:03 pm
από Mihalis_Lambrou
BAGGP93 έγραψε:
Πέμ Ιουν 05, 2025 10:09 pm

Το κλειστές ως προς τις αρχικές σημαίνει "αν f\in \mathcal{L} και F\colon\left(0,+\infty\right)\to \mathbb{R} αρχική της f, τότε F\in\mathcal{L}.
Ωραία. Ευχαριστώ. Τώρα η άσκηση είναι απλή γιατί, όπως θα δούμε, αν f_{m,n} η συνάρτηση με f_{m,n} (x) = x^m \ln ^n(x) τότε μία αρχική της είναι γραμμικός συνδυασμός των f_{m+1,n}, \, f_{m+1,n-1},\, ... \, , f_{m+1,0} . Πράγματι, με ολοκλήρωση κατά παράγοντες έχουμε

\displaystyle{ \int x^m \ln ^n(x) dx = \dfrac {x^{m+1}}{m+1} \ln ^n(x) - \dfrac {n}{m+1}\int  x^{m} \ln ^{n-1}(x) dx}.

Από αυτό έπεται, επαγωγικά, το ζητούμενο.

Aν από περιέργεια θέλουμε να δούμε ένα συγκεκριμένο αριθμητικό παράδειγμα, έχουμε π.χ.

\displaystyle{ \int x^2 \ln ^3(x) dx=  \dfrac {1}{3} x^3\ln ^3(x)     -\dfrac {1}{3} x^3\ln ^2 (x)+ \dfrac {2}{9}x^3\ln(x)- \dfrac {2}{27}x^3 +c}