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Lipschitz stetigkeit

Frage: Lipschitz stetigkeit
(13 Antworten)


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http://www.mi.uni-koeln.de:8919/Uebungen/Blatt5.pdf


Will die letzte von Aufgabe 4 zeigen.
Bereitet mir aber etwas Probleme.

Hänge noch daran zu zeigen, dass

max( f(x)(t) - f(y)(t)) <= max( x-y) ist.

Könnte ich nicht sagen, dass dies eine Verkettung diffbarer Funktionen ist auf dem ganzen C(0,1) und somit lokal lipschitz stetig. Naja irgendwie so müsste das doch funktionieren.
Frage von shiZZle | am 13.11.2012 - 19:21


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Antwort von v_love | 13.11.2012 - 21:06
ich nehme mal an, dass es hier um 4a), f_g geht und nicht um 4c)


"Könnte ich nicht sagen, dass dies eine Verkettung diffbarer Funktionen ist auf dem ganzen C(0,1) und somit lokal lipschitz stetig."

was soll eine verkettung diffbarer funktionen sein?
x ist lediglich stetig, also f(x) auch, deshalb ist die abbildung auch wohldefiniert.

man sollte hier relativ leicht ein gegenbeispiel finden können.


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Antwort von shiZZle | 13.11.2012 - 21:47
mir fällt es schwer die funktion:

f(x)(t) = x(t^2) vorzustellen. Immerhin weiß ich doch gar nicht wie die Funktion x(t^2) aussieht. Inwiefern soll ich hier ein Gegegenbeispiel finden? Ich könnte vielleicht mir ein x definieren, dass immer zwischen C(0,1) liegt. Z.b. Meinst du sowas in der Art? Weil wenn ich mir jetzt noch ein gescheites t definiere, das auch in C liegt, dann könnte ich dann sagen, dass diese funktion nicht mehr lipschitz stetig ist.

Also mir fällt es hier ein wenig schwer, weil x und t doch Variablen sind.


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Antwort von v_love | 13.11.2012 - 22:16
"dass immer zwischen C(0,1) liegt."

du meinst wohl in C([0,1]) ...

"Weil wenn ich mir jetzt noch ein gescheites t definiere, das auch in C liegt, dann könnte ich dann sagen, dass diese funktion nicht mehr lipschitz stetig ist."

t kann nicht im definitionsbereich von f_g liegen, weil t eine zahl ist.

z.b. könnte man sich y=0, x=exp(-t) holen, geht aber auch einfacher.


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Antwort von shiZZle | 13.11.2012 - 22:38
Ich hatte jetzt an den Betrag einer trigonometrischen Funktion gedacht. Aber wahrscheinlich auch viel zu kompliziert und am Ende wahrscheinlich sogar falsch ^^

Aber angenommen ich würde das so nehmen wie du das sagst, dann würde ich das doch so aufschreiben können oder:

max( x(t^2) - y(t^2)) = max( exp(-t^2))

Darf ich nun annehmen:

max( exp(-t^2)) < max( exp(-t))

t^2 > t und das wäre ein Widerspruch für ein t bel. ?


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Antwort von v_love | 13.11.2012 - 23:00
was du da stehen hast ist eigentlich 1<1.


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Antwort von shiZZle | 13.11.2012 - 23:03
warum sollte das 1<1 sein für ein bel. t?

Oder ist damit eher gemeint: max(exp(-t^2)) = 1 < max(exp(-t)) = 1

Dann aber nur weil x=exp(-t) aus C[0,1]


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Antwort von v_love | 13.11.2012 - 23:23
soll es ja auch sein ...


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Antwort von shiZZle | 13.11.2012 - 23:28
Dann ist damit aber auch schon die b) gezeigt, denn es kann nicht für alle x gelten, wenn ich schon gezeigt habe, dass es für ein x nicht gilt. Daran wird mein L doch auch nichts mehr ändern.


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Antwort von v_love | 13.11.2012 - 23:49
zumindest nicht, wenn 0<L<1.


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Antwort von shiZZle | 14.11.2012 - 17:52
Soweit so gut. Hänge jetzt bei der auch nur noch an dem Fixpunkt. Die anderen hjabe ich soweit. Aber die letzten beiden irritieren mich gerade.

Also Fixpunkt: f(x) = x also hier (f(x))(t) = x(t) also x(t^2) = x(t) muss gelöst werden.

Wenn ich nun eine funktion wähle mit x = exp(-t) bekomme ich:

exp(-t^2) - exp(t) = 0

wäre für t = 0 und t = 1 erfüllt.


Aber ich kann ja mein x definieren wie ich will, solange ich sage, dass es in meinem Intervall liegt. Also doch auch z.B.

x(t) = 1/2

Dann hätte ich aber auch für dieses x(t^2) - x(t) = 1/2 - 1/2 = 0

Also doch für alle x aus C([0,1]). Aber dann hätte ich unendlich viele Fixpunkte. Wo ist mein Denkfehler?


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Antwort von v_love | 14.11.2012 - 20:19
"wäre für t = 0 und t = 1 erfüllt."

also wahrscheinlich kein fixpunkt.

"Also doch für alle x aus C([0,1])"

ne, nur für x(t)=1/2 gezeigt.

"Aber dann hätte ich unendlich viele Fixpunkte."

ist ja auch so.


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Antwort von shiZZle | 14.11.2012 - 23:22
1)Ja ich weis das ich das nur für 1/2 gezeigt habe hehe. War ja nur ein Beispiel dafür das man es ja dann für jede Zahl machen kann.

Wäre eine Argumentation, dass ich Sage das kein L aus (0,1) existiert, und somit die Kontraktionseigenschaft nicht erfüllt ist?

2)Bei der Funktion davor hatte ich schon was doch jetzt zweifle ich irgendwie dran.

Kann ich da nicht dasselbe Spielchen machen mit x= 1+exp(-t) und y=0 machen?


3) Naja und weiterhin interessiert mich die lipschitz stetig im Intervall: [-M,M] von

f(x)= x/ln|x|

Hab durch den mittelwertsatz ein L =1/4 abgeschätzt. Aber das Kriege ich ja nicht für jedes Intervall hin.


Also |x/lnx - y/lny| : |x-y| = 1/ln(xsi) - 1/ln(xsi)^2

Naja Extrema liegt bei e^2 und somit <= 1/4


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Antwort von v_love | 15.11.2012 - 00:31
"War ja nur ein Beispiel dafür das man es ja dann für jede Zahl machen kann."

du hast geschrieben, für jedes x aus C([0,1]) ..., und das ist nunmal falsch, ein beispiel dafür hast du selber gebracht.

"Wäre eine Argumentation, dass ich Sage das kein L aus (0,1) existiert, und somit die Kontraktionseigenschaft nicht erfüllt ist?"

und was soll daraus folgen?

"Aber das Kriege ich ja nicht für jedes Intervall hin"

die funktion ist ja auch nicht auf jedem [-M,M] lipschitzstetig, für M>=1 ist die funktion überhaupt nicht auf dem intervall definiert, für M<1 ist die funktion lipschitzstetig, da stetig diffbar (in x=0)

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