确界原理本质上体现了实数的完备性。

记号与术语

U(a;δ)={x| |x-a|<δ} 点a的δ邻域:以a为中心,δ为半径的开区间。

U0(a;δ)={x| 0<|x-a|<δ} 点a的δ空心邻域:以a为中心,δ为半径的开区间,除去了点a。

U (a;δ)={x| 0<=x-a<δ} 点a的δ右邻域:从a到a δ。

U-(a;δ)={x| 0<=a-x<δ} 点a的δ左邻域:从a-δ到a。

U(∞;M)={x| |x|>M} ∞的M邻域:以0为中心,M位半径的闭区间的外部领域。

U( ∞;M)={x| x>M} ∞的M邻域。

U(-∞;M)={x| x<-M} -∞的M邻域。

max S:数集S的最大值。

min S:数集S的最小值。

有界集:

定义1,

设S是R的一个子集,S不等于空集:

(1)若∃M∈R,使得∀x∈S,x<=M,则称M为S的一个上界,称S为有上界的数集。

(2)若∃L∈R,使得∀x∈S,x>=L,则称L为S的一个下界,称S为有下界的数集。

(3)若S既有上界又有下界,则称S为有界集。

其充要条件为:∃M>0,使∀x∈S,|x|<=M。

(1')若S不是有上界的数集,则称S无上界。

即,∀M∈R,∃x0∈S,x0>M。

(2')若S不是有下界的数集,则称S无下界。

即,∀L∈R,∃x0∈S,x0<L。

(3')若S不是有界的数集,则称S为无界集。

即,∀M>0,∃x0∈S,使得|x0|>M。

确界:

若数集S有上界,则必有无穷多个上界,而其中最小的一个(如果有)具有重要的作用,称为上确界。

同样,若S有下界,最大的下界(如果有)称为下确界。

定义2,

设S是R的一个子集,S不是空集,若η∈R满足:

(i)∀x∈S,x<=η;(ii)∀a<η,∃x0∈S,使得x0>a,

则称η是S的上确界,记作 η=supS.

注1 条件(i)说明η是S的一个上界;(ii)说明比η小的数都不是S的上界;

从而说明η是最小的上界,即上确界是最小的上界。

注2条件(ii)可换成:∀ε>0,∃x0∈S,x0>η-ε。

定义3,

设S是R的一个子集,S不是空集,若ξ∈R满足:

(i)∀x∈S,x>=ξ;(ii)∀b>ξ,∃x0∈S,使得x0<b,

则称ξ是S的下确界,记作 ξ=infS.

注3下确界就是最大的下届。

注3下确界定义中的(ii)可换成:∀ε>0,∃x0∈S,x0<ξ ε。

数学分析实数基本定理(数学分析第三讲)(1)

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