Direkt zum Inhalt

Lexikon der Mathematik: streng monotone stetige Funktionen mit fast überall verschwindender Ableitung

lassen sich z. B. wie folgt als Grenzwert einer rekursiv definierten Folge streng isotoner stetiger Funktionen fn : [0, 1] → [0, 1] konstruieren: Für x ∈ [0, 1] sei f0(x) = x, und mit einem beliebigen t ∈ (0, 1) sei für n ∈ ℕ0 die stückweise lineare stetige Funktion fn+1 definiert durch \begin{eqnarray}\begin{array}{l}{f}_{n+1}(\alpha)={f}_{n}(\alpha),\qquad {f}_{n+1}(\beta)={f}_{n}(\beta),\\ {f}_{n+1}\left(\displaystyle\frac{\alpha +\beta}{2}\right)=\displaystyle\frac{1-t}{2}{f}_{n}(\alpha)+\displaystyle\frac{1+t}{2}{f}_{n}(\beta)\end{array}\end{eqnarray}

für α = k2n und β = (k + 1)2n. Dann konvergieren wegen 0 ≤ fnfn+1 ≤ 1 die fn punktweise gegen eine Funktion f : [0, 1] → [0, 1]. Man kann zeigen, daß f stetig, streng isoton und fast überall differenzierbar ist mit f′ (x) = 0. Anders gesagt: f ist eine streng isotone singuläre Funktion.

Die Funktion f ist nicht das Integral ihrer Ableitung, d. h. für das Lebesgue-Integral und stetige Funktionen mit nur f. ü. existierender Ableitung hat man kein Äquivalent zum Fundamentalsatz der Differential- und Integralrechnung. Es gilt hierfür jedoch eine Entsprechung dieses Hauptsatzes, wenn man absolut stetige Funktionen anstelle von stetigen Funktionen betrachtet.

Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.