函式極限與數列極限的關係問題怎麼證?

時間 2021-11-02 15:34:01

1樓:不改名更不了答案

定理(海涅(Heine)歸結原理 ):設 , 是子集 的乙個極限點, 是乙個函式。那麼以下兩個條件邏輯等價——;。

證明:1 2

給定任意乙個滿足條件 的數列 ,依數列極限的 定義,知 0, \exists N \in \mathbb:n>N \Rightarrow \left| x_-x_ \right|<\delta" eeimg="1"/>。依函式極限的 定義,知 0, \exists \delta >0 :

\left| x-x_ \right|<\delta\Rightarrow \left| f\left( x \right)-a \right|<\varepsilon" eeimg="1"/>。讓以上兩定義中的 等同一致,即得 0, \exists N \in \mathbb:n>N \Rightarrow \left| f\left( x_ \right)-a \right|<\varepsilon" eeimg="1"/>,而這正是 的定義。

2 1用反證法。首先,根據邏輯蘊含的定義 及謂詞法則: 和 ,得出其否定:

。其次,根據極限的 定義以及對偶法則寫出1的否定: 0:

\forall \delta>0, \left( \left| x-x_ \right|<\delta \right) \wedge \left( \left| f\left( x \right) -a\right| \geq\varepsilon \right)" eeimg="1"/>。

我們要證明的是:在2的前提下,承認1的否定將導致矛盾。為此,只需證明: ,也就是說,(承認1的否定將導致)存在某種數列滿足2的否定——

最簡明的一種構造此類數列的方法是:

在 的 - 鄰域與 的交集 中任取乙個(其中 );由於 是 的極限點,極限點的定義致使 ,而這確保了以上過程在 時仍可實現。如此即構造出了乙個滿足 的數列 。

對於此數列,如果承認1之否定,則有: 0: \forall \delta>0, \exists N \in \mathbb :

\left( \forall n>N, \left| x_-x_ \right|<\frac<\delta \right)\wedge\left(\left| f\left( x_ \right)-a \right| \geq \varepsilon\right)" eeimg="1"/>,而這正是2之否定的正面陳述,顯然與作為前提的2產生矛盾。

由於我們承認的前提是2,從上可見,1之否定就不能成立;由此反推至本節最初,便得出2蘊含了1。

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