区间套定理(闭区间定理)
什么是区间套定理
什么是闭区间:数轴上任意两点和这两点间所有点组成的线段为一个闭区间。
闭区间套定理:有无穷个闭区间,第二个闭区间被包含在第一个区间内部,第三个被包含在第二个内部,以此类推(后一个线段枝歼会悄世被包含在前一个线段里面),这些区间的长度组成一个无穷数列,如果数列的极限趋近于0(即这些线段的长度最终会趋近于0),则这些区间的左端点最终会趋近于右端点,即左右端点收猛运冲敛于数轴上唯一一点,而且这个点是此这些区间的唯一公共点。(开区间同理)
怎样用区间套定理证数列的柯西准则
只需用闭区间套定理证明结论:Cauchy列是收敛的。
首先,Cauchy列必有界,设a<=an<=b。
将[a,b]均分为3份,分点旅宏为c=(2a+b)/3,d=(a+2b)/3。下面证明[a,c]和[d,b]中有一个区间最多含有数列中的有限多项。
若两个区间中都含有数列中的无穷多项,则对e=(b--a)/3>0,存在N,当m>n>N时,有|am--an|<e,在[a
c]中必有一项ak,k>N。
在[d,b]中必有一项al,l>N,则|ak--al|>=(b--a)/3。矛盾,因此两个区间中有一个最多含有有限多项。
将含有有限多项的一个去掉(若两个都是有限多项,则去掉左边的那个区间),剩下的区间记为[c1,db1]。然后再将[c1,d1]均分为三份,类似去掉一个,依次进行下去得到一个闭区间列,
1、[cn,dn]包含[c(n+1), c(n+1)],且区间长度为(b--a)/3^n。
2、[cn, dn]的外面含有数列{an}中的有限多项。
由定理,存在cn和dn的共同的极限值x,位于所有的闭区间中。下面证明x是{an}的极限。
对任意的e>0,存在K,使得ck<=x<=dk,当k>=K时,
注意到第二个性质,[cK,dK]外有{an}的有限多项,记最大指标为N,即n>N时,有an位于[cK,
dK]中,于是|an--x|<=dK--cK<e。由定义,{an}收敛于x。证毕。
扩展资料
函数的柯西收敛准则性质
1、充分性:由于函数极限和数列极限可以汪此通过归结原则联系起来,所以要证明函数收敛,可以转化为证明数列收敛。而数列收敛的柯西准则已经证明了,所以把已知条件转化为求数列极限是证明的重心。
2、归结原则(或称海涅定理):设f(x)在x0的某个去心邻域(或|x|大于某个正数时)有定义,那么充要条件是,对在x0的某个去心邻域内的任意收敛于x0并且满足困镇迅xn≠x0的数列{xn}(或绝对值大于某个正数的任意发散到无穷大的数列{xn}),都有数列{f(xn)}收敛到A。
参考资料来源:百度百科—柯西极限存在准则
参考资料来源:百度百科—区间套定理
区间套定理的内容是什么
先定义什么是区槐码历间套:
设闭区间列{ [an, bn]}具有如下性质:铅搜
① [an, bn]包含[an+1,bn+1 ], n=1,2,...;(其中的意思是[an+1,bn+1 ]是[an, bn]的子集)
② lim(bn-an)=0(n→∞),

则称{ [an, bn]}为闭区间套,或简称区间套。模罩
下面是区间套定理:
若{ [an, bn]}是一个区间套,则在实数R中存在唯一的点ξ,使得ξ∈[an, bn],n=1,2,...,即 an≤ξ≤bn, n=1,2,...
注:这个定理实际上表明了实数的完备性,实数是连续地充满整个数直线而没有间隙,而有理数就不具备这个性质。
柯西收敛定理→闭区间套定理
我提供一下我的想法,你参考一下:
先把序列构造出来:{Xn},X2k-1=ak,X2k=bk,[ak,bk]组成一个区间套,满足lim|In|=0
显然这个数列是一个柯西列
∴有极限c,
现在要证明c∈[an,bn],对任意n
只需证明:an<c<bm,对任意m,n
先证明:an<bm,
由反证法,若否:bn>an>bm>am
这两个区间不可能有一个包含另一没改个,矛盾
再证明,c<bn,对任意n
也是用反证法:
若否,则,存在bm<c
取ε=(c-bm)/2
那么,对任意N,总有信码2k-1>N,这时X2k-1=ak<bm<c-ε
∴|X2k-1-c|=c-X2k-1>ε
也就是说,不存在这样的N使,n>N时,|Xn-c|<ε恒成立
这样就证明了,c<bn,对任意n
同理,an<c,对任意n成立
∴an<c<枯坦判bn
∴c∈[an,bn]
关于区间套定理,闭区间定理的介绍到此结束,希望对大家有所帮助。
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