Question Number 3656 by prakash jain last updated on 17/Dec/15
$$\mathrm{Give}\:\mathrm{an}\:\mathrm{example}\:\mathrm{of}\:\mathrm{differential}\:\mathrm{equation}\:\mathrm{which} \\ $$$$\mathrm{has}\:\mathrm{no}\:\mathrm{solutions}. \\ $$
Answered by Filup last updated on 18/Dec/15
$${Weierstrass}\:{function} \\ $$$$\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{fuction}\:\mathrm{that}\:\mathrm{is}\:\mathrm{continuous}\:\mathrm{at}\:\mathrm{all} \\ $$$$\mathrm{points}\:\mathrm{but}\:\mathrm{differentiable}\:\mathrm{at}\:\mathrm{none}. \\ $$$$\mathrm{It}\:\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{real}\:\mathrm{valued}\:\mathrm{function}. \\ $$$$ \\ $$$${f}\left({x}\right)=\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}{a}^{{n}} \mathrm{cos}\left({b}^{{n}} \pi{x}\right) \\ $$$$\mathrm{0}<{a}<\mathrm{1} \\ $$$${b}\in\mathbb{O}^{+} \:\:\:\:\mathrm{odd}\:\mathrm{positive} \\ $$$${ab}>\mathrm{1}+\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\pi \\ $$$$\left(\therefore{b}>\mathrm{7}\right) \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{Search}\:\mathrm{wikipedia}\:\mathrm{for}\:\mathrm{more}!!! \\ $$
Commented by 123456 last updated on 18/Dec/15
$$\mathrm{theorem}: \\ $$$$\mathrm{if}\:\mathrm{a}\:\mathrm{function}\:\mathrm{is}\:\mathrm{diferrentiable},\:\mathrm{then}\:\mathrm{its} \\ $$$$\mathrm{contonuous} \\ $$$$\mathrm{conjecture}: \\ $$$$\mathrm{if}\:\mathrm{a}\:\mathrm{function}\:\mathrm{is}\:\mathrm{cotinuous},\:\mathrm{then}\:\mathrm{its}\:\mathrm{diferentiable} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{first}\:\mathrm{is}\:\mathrm{true}\:\mathrm{and}\:\mathrm{the}\:\mathrm{second}\:\mathrm{is}\:\mathrm{false} \\ $$$$\mathrm{in}\:\mathrm{other}\:\mathrm{way}\:\mathrm{diferrentiability}\:\mathrm{impy} \\ $$$$\mathrm{continuity},\:\mathrm{but}\:\mathrm{continuity}\:\mathrm{dont}\:\mathrm{imply} \\ $$$$\mathrm{diferenciability} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{function}\:\mathrm{you}\:\mathrm{give}\:\mathrm{is}\:\mathrm{just}\:\mathrm{a}\:\mathrm{example} \\ $$$$\mathrm{on}\:\mathbb{R}\:\mathrm{of}\:\mathrm{that}\:\mathrm{fact} \\ $$
Commented by prakash jain last updated on 18/Dec/15
$$\mathrm{In}\:\mathrm{the}\:\mathrm{question}\:\mathrm{I}\:\mathrm{asked}\:\mathrm{for}\:\mathrm{an}\:\mathrm{example}\:\mathrm{of} \\ $$$$\mathrm{differential}\:\mathrm{equation}\:\mathrm{for}\:\mathrm{which}\:\mathrm{no}\:\mathrm{solution} \\ $$$$\mathrm{exists}.\:\mathrm{So}\:\mathrm{the}\:\mathrm{example}\:\mathrm{could}\:\mathrm{be} \\ $$$$\frac{\mathrm{d}{y}}{\mathrm{d}{x}}\:={f}\left({x}\right)\:\mathrm{where}\:\int{f}\left({x}\right){dx}\:\mathrm{does}\:\mathrm{not}\:\mathrm{exist} \\ $$$$\mathrm{for}\:\mathrm{any}\:\mathrm{set}\:\mathrm{A}\subset\mathbb{R}. \\ $$
Commented by Filup last updated on 19/Dec/15
$$\mathrm{I}'\mathrm{m}\:\mathrm{not}\:\mathrm{sure}\:\mathrm{there}\:\mathrm{are}\:\mathrm{any}? \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{What}\:\mathrm{about}: \\ $$$$\frac{{dy}}{{dx}}={x}^{{x}^{{x}^{…} } } \\ $$$${y}=\int{x}^{{x}^{{x}^{…} } } {dx} \\ $$$$??? \\ $$
Commented by Rasheed Soomro last updated on 19/Dec/15
$$\mathcal{I}{f}\:\:{we}\:{draw}\:{a}\:{curve}\:{with}\:{a}\:{pencil} \\ $$$${by}\:{hand}\:{it}\:{may}\:{not}\:{have}\:{an}\:{equation} \\ $$$${yet}\:{it}\:{may}\:{have}\:{area}\:{under}\:{it}\:{within} \\ $$$${specified}\:{values}\:{of}\:{x}. \\ $$
Commented by 123456 last updated on 19/Dec/15
$${f}:\left[\mathrm{0},\mathrm{1}\right]\rightarrow\mathbb{R}\:\mathrm{given}\:\mathrm{by} \\ $$$${f}\left({x}\right)=\begin{cases}{\mathrm{1}}&{{x}\in\mathbb{Q}}\\{{x}}&{{x}\notin\mathbb{Q}}\end{cases} \\ $$$$\mathrm{if}\:\mathrm{you}\:\mathrm{plot}\:{f},\:\mathrm{it}\:\mathrm{must}\:\mathrm{be}\:\mathrm{two}\:\mathrm{line}\:\mathrm{since} \\ $$$$\mathbb{Q}\:\mathrm{and}\:\mathbb{I}\:\mathrm{are}\:\mathrm{denses}\:\mathrm{into}\:\mathbb{R},\:\mathrm{this}\:\mathrm{function} \\ $$$$\mathrm{is}\:\mathrm{not}\:\mathrm{riemann}\:\mathrm{integrable},\:\mathrm{however}\:\mathrm{its} \\ $$$$\mathrm{lesbegue}\:\mathrm{integrable}\:\left(\mathrm{if}\:\mathrm{im}\:\mathrm{dont}\:\mathrm{wrong}\right. \\ $$$$\mathbb{I}\:\mathrm{was}\:\mathrm{a}\:\mathrm{0}\:\mathrm{lesbegue}\:\mathrm{measure},\:\mathrm{so}\:\mathrm{the}\:\mathrm{integral} \\ $$$$\left.\mathrm{may}\:\mathrm{return}\:\mathrm{1}\:\mathrm{over}\:\left[\mathrm{0},\mathrm{1}\right]\right) \\ $$