定理1.(有界性)若函数在闭区间[a,b]连续,则函数在闭区间[a,b]有界,即》0, [a,b],有||≤
在区间能取到最小值m与最大值m,即:使:与。
证明:根据定理3,数集有界。
设:sup用反证法:假使有由上确界的定义知:m不是数集的上确界,矛盾,于是,使。
定理3.(零点定理) 若函数在闭区间连续,且<0(即与异号),则在开区间(a,b)内至少存在一点,使=0
证明:不妨设<0, >0.用反证法,假设[a,b],有≠0,将闭区间二等分,分点为。
已知≠0,如果》0,则函数在闭区间的两个端点的函数值的符号相反;如果<0,则函数在闭区间[,b] 的两个端点的函数值的符号相反。于是两个闭区间与[,b]必有一个使函数在其两个端点的函数值的符号相反。将此闭区间表为,有<0,再将二等分,必有一个闭区间,函数在其两个端点的函数值的符号相反。
将此闭区间表为,有<0,用二分法无限进行下去,得到闭区间(),且。
1)[a,b
对每个闭区间,有<0,根据闭区间套定理(4.1定理1),存在唯一数属于所有的闭区间,且== 1)
而 [a,b],且≠0,设》0.一方面,已知函数在连续,根据连续函数的保号性, >0,:|即 ,有》0;另一方面,由(1)式,当n充分大时,有,已知<0,即函数在中某点的函数值小于0,矛盾。
于是,≯0.同法可证≮0.所以闭区间内至少存在一点,使=0.
二、 一致连续性。
已知: 在连续,即: ,限定。
取。于是: ,
由此看出,对同一,的不同的点,使上式成立的的大小不同,换句话说,的大小不仅与给定的有关,同时也与点在中的位置有关。
区间有无限多个,相应地存在无限多个,那么这无限多个中是否存在一个公用的,(即最小的),使, :呢?事实上,在区间上的连续函数中,有的存在公用的,有的不存在公用的。
(存在的,就是一致连续)
定义:设函数定义在区间上,若,, 则称函数在区间上一致连续(均匀连续)
比较与连续概念的异同。
在连续, ,
一致连续的,是任意的,与无关;连续中的是固定的,与有关。
一致连续是整体性质,是关于区间来谈的。
连续是局部性质,是针对区间中的一点来谈的。)
从定义可知: “一致连续连续”,但不能说“连续一致连续”。
非一致连续(在)定义。
例 定理4(一致连续性):若在连续,则在一致连续。
证法:应用反证法与致密性定理。
证明:假设函数在[a,b]非一致连续,即, [a,b]:|有。
取=1,, a,b]:|1,有。
取=,,a,b]:|有。
取=,,a,b]:|有。
这样的闭区间[a,b]构造两个有界数列{}与{}
根据致密定理(4.1定理5)数列{}存在收敛的子数列{},设= [a,b]
因为||<所以,也有=. 一方面,已知函数在连续,有||=0
即当充分大时,有||<
另一方面,,有||≥
矛盾,即函数在闭区间[a,b]一致连续。
定理指出:函数在闭区间上连续与一致连续等价。
证明:函数在内连续,函数在内一致连续的必要充分条件是与都存在。
3(3).证明:函数在一致连续。
证明:将分为。
, 取。于是, ,
即:在一致连续。又在连续, 在连续,因此在一致连续。即:
取,那么, ,且时,有, 或,
于是, ,即:在一致连续。
8.证明:若函数在连续,且,则函数在一致连续。
证明:已知。
即。又在连续, 在连续。因此在一致连续。即。取。
于是: ,即在一致连续。
例:用一致连续定义证明:若函数在与都一致连续,则函数在一致连续。
证明:已知在一致连续,在一致连续。
即。取 , 当, 或时,已有,若, ,则。
即。在上一致收敛。
取定自然数,使,即。
现将等分成个小区间:,,
故对, ,有,从而有。证毕。
连续函数的性质
一 教学目的 掌握连续函数的局部性质和闭区间上连续函数的整体性质 二 教学内容 连续函数的局部保号性,局部有界性,四则运算 闭区间上连续函数的最大最小值定理,有界性定理,介值性定理,反函数的连续性,一致连续性 基本要求 1 掌握函数局部性质概念,可去间断点,跳跃间断点,第二类间断点 了解闭区间上连续...
连续函数的性质
那么对a b之间的任意实数c,在开区间 a,b 上至少有一点c,使f c有界性 闭区间上的连续函数在该区间上一定有界。最值性 闭区间上的连续函数在该区间上一定能获得最大值和最小值。介值性 假设f a a,f b b,且a b。那么对a b之间的任意实数c,在开区间 a,b 上至少有一点c,使f c ...
函数的性质
北京2013届高三最新模拟试题分类汇编 含9区一模及上学期期末试题精选 专题 函数。一 选择题。2013届北京大兴区一模理科 若集合,则 a b c d 2013届北京市延庆县一模数学理 已知函数,则 a b c d 北京市通州区2013届高三上学期期末考试理科数学试题 设函数则 a b 1 c d...