Matematiikassa kontraktio on eräs funktiotyyppi. Kontraktioita kutsutaan myös nimellä kutistus.

Määritelmä

muokkaa

Funktio   on kontraktio, jos riippumatta luvuista   on olemassa   siten, että

 

Yleisemmällä tasolla kontraktio määritellään kahden metrisen avaruuden välisenä funktiona. Tällöin yo. määritelmässä korvataan vain erotusten itseisarvot metriikoilla:[1] funktio   on kontraktio, jos riippumatta pisteistä   on olemassa   siten, että

 ,

missä   ja   ovat avaruuksien   ja   metriikat, vastaavasti.

Esimerkkejä

muokkaa

Funktio   on kontraktio. Nimittäin nyt

 

eli  .

Funktio   ei ole kontraktio, sillä esimerkiksi

 

Olkoon   derivoituva, missä   on väli. Tällöin   on kontraktio jos ja vain jos  .

Todistus: Olkoon  . Jos  , niin differentiaalilaskennan väliarvolauseen perusteella

 

kaikilla   joten tällöin   on kontraktio. (Jos   ei ole avoin, toispuoleiset derivaatat päätepisteissä riittävät.)

Jos  , niin on olemassa   siten, että  . Tällöin on olemassa   siten, että

 

jolloin  . Siis mikään   ei kelpaa kontraktion määritelmässä. Jos siis  , niin   ei ole kontraktio, MOT.

Esimerkki

muokkaa

Funktio   ei ole kontraktio funktiona   mutta on kontraktio millä tahansa äärellisellä välillä:  . On näet

 

kaikilla   ja   eli   kaikilla   mutta silti

 

joten   jos ja vain jos väli   on äärellinen. Tässä on käytetty apuna sitä, että   kaikilla  .

Katso myös

muokkaa

Lähteet

muokkaa
  1. Jussi Väisälä: Topologia I. Limes ry, 1999. ISBN 951-745-184-9