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大学生数学竞赛(非数学)证明一元函数有界性常用方法
什么是有界函数: 有界函数是设f(x)是区间E上的函数,若对于任意的x属于E,存在常数m、M,使得m≤f(x)≤M,则称f(x)是区间E上的有界函数。其中m称为f(x)在区间E上的下界,M称为f(x)在区间E上的上界。 有界函数并不一定是连续的。根据定义,ƒ在D上有上(下)界,则意味着值域ƒ(D)是一个有上(下)界的数集。根据确界原理,ƒ在定义域上有上(下)确界。一个特例是有界数列,其中X是所有自然数所组成的集合N。由ƒ (x)=sinx所定义的函数f:R→R是有界的。当x越来越接近-1或1时,函数的值就变得越来越大。 1.闭区间的连续函数必有界 2.可积函数必有界此处的可积函数是指函数普通的定积分,广义积分不包括在内。 反之不成立,有界函数不一定可积。 原因如下: 可以假设这样一个函数 f(x)=1(x是有理数的时候);=0(x是无理数的时候)(该函数为狄利克雷函数) 那么f(x)在x为任意实数的时候,只有1和0两种取值,所以f(x)是有界的。 但是在任意区间内(无论是开区间还是闭区间),都有无数个有理数和无理数。所以f(x)在任意区间内有无数个间断点,所以这个函数在任意区间内不可积。 3.可导函数一定有界一元函数中,可导函数即能推出连续,由连续性,使用1,即可推出函数有界。 总结:一元微积分里面,可积 |
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