面白い問題おしえて～な 28問目

面白い問題おしえて～ ..

277:１３２人目の素数さん
18/11/15 04:45:42.16 0h25dXYt.net
>>259 の続き
(1) の場合は (iii) と矛盾。(2) の場合は、十分小さい ε>0 と十分大きい実数 b_1<a_1<a_2<a_3<b_3 s.t.
（x≧b_1 かつ f(x)<a+ε ならば ∀r∈[-H,H] について f(x+y)<(a+b)/2）　∧　f(b_1),f(b_3)>(a+3b)/4
∧　f(a_2) = min_(t∈[b_1,b_3]) f(t) < a+ε　∧　a_1=min{t∈[b_1,b_3]|f(t)=f(a_2)}　∧　a_3=max{t∈[b_1,b_3]|f(t)=f(a_2)}
がとれるので、(T_(a_1)+T_(a_3))f(x)>2f(a_2) (for∀x∈[-H,0)∪(0,H]) から S(T_(a_1)+T_(a_3))f(0)>2f(a_2) となるが、これは f(a_1)+f(a_3)=2f(a_2) と矛盾。
これらから (3) の場合のみが残る。集合 X が伸びている方向を σ∈{+,-} とおくと、Xはσの方向に徐々に稠密になっていくから lim_(x→σ∞) C(x)=0.
これまでと全く同様の議論を -f に対して行い（勿論aとbも逆になる）、C にあたる関数を D とおく。
もし D の零点集合が伸びる方向が σ と逆ならば (C+D)(x)>0 for∀x≠0 より S(C+D)(0)>0 となるが、これは SC(0)=SD(0)=0 と矛盾。
よって、D は C と同じ方向に伸びるので、lim_(x→σ∞) D(x)=0. したがって、M>0, ε>0 であって
（M<x かつ f(x)<a+ε ならば、∀r∈[H,3H] について f(x)<(2a+b)/3）　∧　（M<x かつ f(x)<b+ε ならば、∀r∈[H,3H] について f(x)>(a+2b)/3）
を満たすものが存在。これより、M<b'_1<a'_1<a'_2<a'_3<b'_3 を
f(b_1),f(b_3) > b-ε　∧　f(a_2) = min_(t∈[b_1,b_3]) f(t) < a+ε　∧　a_1=min{t∈[b_1,b_3]|f(t)=f(a_2)}　∧　a_3=max{t∈[b_1,b_3]|f(t)=f(a_2)}
を満たすように定めれば、(1') |b'_1-a'_1|≦H または |b'_3-a'_3|≦H と (2') b'_1+H<a'_1 かつ a'_3<b'_3-H の二つの場合に分けてそれぞれ今までとほぼ同様に矛盾を示せる。□

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