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The set of all points of discontinuity of f(x) = x - [x] where [x] is the greatest integer function.

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Z\mathbb{Z}

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4 steps

फलन f(x)=x−⌊x⌋f(x) = x - \lfloor x \rfloor दिया गया है, जहाँ ⌊x⌋\lfloor x \rfloor महत्तम पूर्णांक फलन है।

  1. फलन की प्रकृति को समझें।

    फलन f(x)=x−⌊x⌋f(x) = x - \lfloor x \rfloor को भिन्नात्मक भाग फलन (fractional part function) भी कहते हैं, जिसे {x}\{x\} से दर्शाया जाता है।
    हम जानते हैं कि y=xy=x फलन सभी वास्तविक संख्याओं के लिए सतत (continuous) होता है।
    महत्तम पूर्णांक फलन y=⌊x⌋y=\lfloor x \rfloor सभी पूर्णांक बिंदुओं पर असतत (discontinuous) होता है।

  2. पूर्णांक बिंदुओं पर असततता की जाँच करें।

    किसी भी पूर्णांक nn पर फलन की असततता की जाँच करते हैं।
    बायां सीमा (Left-hand limit):

    lim⁡x→n−f(x)=lim⁡x→n−(x−⌊x⌋)\lim_{x \to n^-} f(x) = \lim_{x \to n^-} (x - \lfloor x \rfloor)

    जब xx, nn के बाईं ओर से nn की ओर अग्रसर होता है (जैसे n−0.001n-0.001), तो ⌊x⌋=n−1\lfloor x \rfloor = n-1 होता है।
    इसलिए,

    lim⁡x→n−(x−⌊x⌋)=n−(n−1)=1\lim_{x \to n^-} (x - \lfloor x \rfloor) = n - (n-1) = 1

    दायां सीमा (Right-hand limit):

    lim⁡x→n+f(x)=lim⁡x→n+(x−⌊x⌋)\lim_{x \to n^+} f(x) = \lim_{x \to n^+} (x - \lfloor x \rfloor)

    जब xx, nn के दाईं ओर से nn की ओर अग्रसर होता है (जैसे n+0.001n+0.001), तो ⌊x⌋=n\lfloor x \rfloor = n होता है।
    इसलिए,

    lim⁡x→n+(x−⌊x⌋)=n−n=0\lim_{x \to n^+} (x - \lfloor x \rfloor) = n - n = 0

    फलन का मान x=nx=n पर:

    f(n)=n−⌊n⌋=n−n=0f(n) = n - \lfloor n \rfloor = n - n = 0

    चूंकि बायां सीमा (1) दायां सीमा (0) के बराबर नहीं है, इसलिए फलन f(x)f(x) सभी पूर्णांक बिंदुओं पर असतत है।

  3. गैर-पूर्णांक बिंदुओं पर सततता की जाँच करें।

    किसी भी गैर-पूर्णांक बिंदु cc के लिए, एक पूर्णांक nn ऐसा होता है कि n<c<n+1n < c < n+1।
    इस अंतराल (n,n+1)(n, n+1) में, ⌊x⌋=n\lfloor x \rfloor = n (एक स्थिर मान) होता है।
    तो, इस अंतराल में f(x)=x−nf(x) = x - n होता है।
    चूंकि y=xy=x सतत है और y=ny=n (एक स्थिरांक) भी सतत है, इसलिए उनका अंतर f(x)=x−nf(x) = x-n अंतराल (n,n+1)(n, n+1) में सतत होगा।
    अतः, फलन सभी गैर-पूर्णांक बिंदुओं पर सतत है।

  4. असततता के बिंदुओं का समुच्चय निर्धारित करें।

    उपरोक्त विश्लेषण से, फलन f(x)=x−⌊x⌋f(x) = x - \lfloor x \rfloor केवल पूर्णांक बिंदुओं पर असतत है।
    अतः, असततता के सभी बिंदुओं का समुच्चय सभी पूर्णांकों का समुच्चय है।

    असततता के बिंदुओं का समुच्चय है: Z\mathbb{Z}

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