Periodische Funktion, Stetigkeit

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Anahita Auf diesen Beitrag antworten »
Periodische Funktion, Stetigkeit
Gegeben sei eine Funktion f: IR -> IR, f ist stetig und periodisch mit Periode 2, d.h. f(x) = f(x+2) für alle x in R.

Zu zeigen: Es gibt ein x in R, so dass f(x) = f(x+1)

---

Meine Idee: Gebrauch von dem Mittelwertsatz, und zwar wie oft in dem man eine neue Funktion definiert: g(x) = f(x) - f(x+1). Zeigen könnte ich jetzt zum Beispiel, dass es ein x in IR gibt, so dass g(x) > 0 und ein y, so dass g(y) <0, dann gäbe es ein a in (x,y), so dass g(a) = 0. Aber wie kann ich zeigen, dass auch für g(a+1) = 0 gilt - und wo kommt die Stetigkeit ins Spiel?
Dangalf Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Periodische Funktion, Stetigkeit
Dein Ansatz ist sehr brauchbar, wobei es genügt, eine Nullstelle a von g(x) zu finden, g(a+1) benötigt man aber nicht mehr. Berechne einfach mal g(0) und g(1) und vergleiche die beiden Funktionswerte.
Anahita Auf diesen Beitrag antworten »

Ok, danke!

Also, wie ich es nun verstehe: Die Stetigkeit insofern ins Spiel, da sie eine Voraussetzung des Mittelwertsatzes ist.
Wie von dir vorgeschlagen berechne ich nun:

g(0) = f(0) - f(1)
g(1) = f(1) - f(2) = f(1) - f(0)

=> g(1) = -g(0)

Mit dem Mittelwertsatz folgt nun, dass es ein x in (0,1) gibt, so dass g(x) = 0.

Aber warum benötige ich g(x+1) = 0 nicht mehr? >_>
shipwater Auf diesen Beitrag antworten »

Kurzer Hinweis: Du meinst nicht Mittelwertsatz, sondern...

Gruß Shipwater
Anahita Auf diesen Beitrag antworten »

Zwischenwertsatz!
Aber dennoch: Wie gehts nun weiter? :-)
Dangalf Auf diesen Beitrag antworten »

Naja, wenn Du ein a hast mit g(a) = 0, folgt daraus f(a) - f(a+1) = 0 und weiter f(a) = f(a+1), also das, was verlangt war. Für g gilt ganz allgemein g(x+1) = f(x+1) - f(x+2) = f(x+1) - f(x) = -g(x), also ist hier g(a+1) = 0, das heißt aber nur, dass auch a+1 die verlangte Bedingung erfüllt.
Und shipwater hat recht, der verwendete Satz heißt anders.
 
 
Anahita Auf diesen Beitrag antworten »

Super, alles klar, danke!
Und der Satz ist wie gesagt der Zwischenwertsatz :-)
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