标题: 求解一个数学题
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发表于 2010-4-26 12:48 资料 短消息 看全部作者
回复 #2 阿尔法孝直 的帖子

这个证明不严谨。没错,对于任何 t,都有 cos(t)=cos(t+2kπ)。但这并不能表明 cos(t) = cos(u) 则 t 和 u 之间一定就差 2π 的倍数。


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发表于 2010-4-26 12:50 资料 短消息 看全部作者
回复 #3 dimeterio 的帖子

其实 cos(q), q 为有理数,也不是周期函数。不过这个证明起来比较麻烦,需要用到实分析理论。故,原题用 q=x/6,x 整数代替。
想进一步推广的话,q 属于 algebraic numbers 也行,总之 q 只要所属一个对于有理数的 Galois extension 是有限维的域就 OK。

[ 本帖最后由 颖颖 于 2010-4-26 13:05 编辑 ]


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发表于 2010-4-26 13:23 资料 短消息 看全部作者
回复 #10 阿尔法孝直 的帖子 + 回复 #11 鹰派分子 的帖子
阿尔法孝直 10 楼的证明假设了:如果 cos(x), x 实数有一个周期为 2pi,就不可能有任何其它周期了。怎么说呢,10 楼这个证明不应该算错,因为假设命题本身(可以证明)是正确的,但我总觉得做此假设,有点本末倒置。。。

比如说,如果 t,u 一个是有理数,一个是无理数,就有可能存在一个 f 同时满足:对所有整数 k,m, f(x) = f(x+kt+mu). 但 cos(x) 这个函数比较特殊,它并没有这个特征,这一点我认为需要证明。

习题:以此类推,一个函数最多能有多少个不同的周期?

[ 本帖最后由 颖颖 于 2010-4-26 13:37 编辑 ]
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发表于 2010-4-27 09:48 资料 短消息 看全部作者
回复 #14 阿尔法孝直 的帖子

不错,我想的也就是这个。
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发表于 2010-4-28 17:08 资料 短消息 看全部作者
回复 #18 KYOKO 的帖子

这要看你的命题具体是怎么提的。。。如果是“在任何开区间 (a,b) 之间,都存在一个有理数 x 和无理数 y”的话。。。是的,你只要对 x, y 构造出一对例子就算证明了。

当然了,这个命题最强的推广是:在任何开区间 (a, b) 之间,所存在的有理数/无理数的数量,和有理数/无理数的总数一样多。

这个命题证明起来就会复杂一些,你需要构造一个双射函数,使得每个有理数/无理数,都能和 (a,b) 之间的一个有理数/无理数两两对应。

[ 本帖最后由 颖颖 于 2010-4-28 17:12 编辑 ]
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发表于 2010-4-28 21:38 资料 短消息 看全部作者
回复 #21 阿尔法孝直 的帖子

令 eps = b-a > 0,则只需证明该命题在 (0, eps) 这个区间成立。对于任意 eps > 0,都存在一个足够大的整数 N,使得 1/N < eps (例如,N = {1/eps},这里 {x} = 大于或等于 x 的最小整数)。即,1/N 便是 (0, eps) 之间的一个有理数。由于 0<1/(N*pi) < 1/N< eps,则 1/(N*pi) 便是 (0, eps) 之间的一个无理数。
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发表于 2010-4-29 14:42 资料 短消息 看全部作者
回复 #23 KYOKO 的帖子

会部分积分法么?会的话,可证(习题):
令 I_n = int_{-1}^1 (1-x^2)^n cos(a*x) dx
则:
1,I_n*u^{2n+1}  = n! (P_n (u) sin(u) + Q_n (u) cos(u)), 其中 P_n(u) 和 Q_n(u) 皆为整系数多项式且 deg(P), deg(Q) < 2n。
2,0 < I_n < 2。(提示:利用不等式,int_s^t f(x) dx < (t-s)max f(x))

利用以上两点,如果 pi 是有理数,则令 pi/2 = b/a,代入上面等式中的 u。得:b^{2n+1}/n! I_n = P_n (b/a) a^{2n+1}。 由于 P_n 是整系数多项式,所以 P_n(b/a) a^{2n+1} 一定是整数。因此,b^{2n+1}/n! I_n 也一定是整数。但由于 I_n < 2 且 b^{2n+1}/n! -> 0,因此当 n 足够大的时候,得: 0 < b^{2n+1}/n! I_n < 1。按此推理,则存在一个在 (0,1) 之间的整数。矛盾!

[ 本帖最后由 颖颖 于 2010-4-29 17:47 编辑 ]
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发表于 2010-9-6 13:15 资料 短消息 看全部作者
回复 #27 章剑青 的帖子

用 stereographic projection,把它投射到一个黎曼球面上就有解了啊。

60 年代有个叫广中平祐的人,证明了一个关于奇点解消的定理,专门可以用来解决类似问题的。

[ 本帖最后由 颖颖 于 2010-9-6 13:29 编辑 ]
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