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关于函数图形下方的区域。 (英语) Zbl 1331.54020号

作者讨论了定义为(H_f={(x,y)\mid-y\leqf(x)\})的函数(f:mathbb R\to\mathbb R)的子图(H_f)何时连通的问题,即位于\(f)图上或图下的点集。在开始部分,给出了两个下划线断开的函数的简单示例。还回顾了两个概念,即加性函数和处处猜想,其定义如下:
a)
如果函数(f:mathbb R\tomathbb R)对所有(x)和(y)都满足柯西函数方程(f(x+y)=f(x)+f(y)),则称其为可加函数。事实上,当加法群\(\mathbb R\)被视为域\(\mathbb Q\)上的向量空间时,函数\(f\)是加法的当且仅当它是线性映射。
b)
一个函数(f:mathbb R\tomathbb R)被称为处处满射(或强Darboux函数),如果对于每个区间((A,b))和每个(y),在(A,b)中都有一个(x\)使得(f(x)=y\)。

本文证明,如果(H_f)在(mathbb R^2)中稠密,则(H_f\)是连通的;特别地,任何不连续可加函数的下图都是连通的,对于处处满射也是如此。
连通子图和路径连通子图的特征确定如下:
定理:设\(H_f\)是函数\(f:\mathbbR\ to \mathbb R\)的下划线。以下是等效的:
1.集合\(H_f\)是连通的;
2.在mathbb R\中没有这样的\(x_0\),即\(\lim_{x\ to x_0-}\,\,f(x)=-\infty\)或\(\lim_{x\to x_0+}f(x
3.对于每个区间\(a,b)\都有一个数\(M\),使得集合\({x\在(a,b)\mid-f(x)\geqM\}\)的闭包包含\(a\)和\(b\)。
定理:以下是等价的:
1.集合\(H_f\)是路径连接的;
2.不存在这样的\(x_0\ in \mathbb R\):\(\lim\inf_{x\ to x_0}\,\,f(x)=-\infty\);
3.在每个闭的有界区间(I)中,函数是从下面有界的(即存在一个数(M),使得(I)的所有(x)都有(f(x)geq M))。
此外,在这种情况下,获得了连通但非路径连通平面集的简单示例(实际上,具有无数路径分量)。

MSC公司:

54D05型 连通和局部连通空间(一般方面)
26A30型 奇异函数、康托函数、具有其他特殊性质的函数
54G99型 特殊拓扑空间
97I20型 映射和功能(教育方面)
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全文: 内政部

参考文献:

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