理论教育 高等数学习题课讲义本课重点内容提示

高等数学习题课讲义本课重点内容提示

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.闭区间上连续函数的性质闭区间上的连续函数必有界.闭区间上的连续函数存在最大值和最小值.闭区间上的连续函数必一致连续.介值定理(零点存在定理),可用来证明方程的解的存在性.零点存在定理:设f(x)在[a,b]上连续,且f(a)f(b)<0,则在(a,b)内至少存在一点ξ,使得介值定理:设f(x)在[a,b]上连续,且M,m分别是f(x)在[a,b]上的最大值和最小值,则对于m≤c≤M,在[a,b

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1.闭区间上连续函数的性质

•闭区间上的连续函数必有界.

•闭区间上的连续函数存在最大值和最小值.

•闭区间上的连续函数必一致连续.

•介值定理(零点存在定理),可用来证明方程的解的存在性.

零点存在定理:设f(x)在[a,b]上连续,且f(a)f(b)<0,则在(a,b)内至少存在一点ξ,使得

介值定理:设f(x)在[a,b]上连续,且M,m分别是f(x)在[a,b]上的最大值和最小值,则对于m≤c≤M,在[a,b]内至少存在一点ξ,使得

在利用闭区间上的连续函数性质时,可以补充定义,使其满足闭区间上连续.

例 设函数f(x)在[a,b)内连续,且

证明f(x)在[a,b)内有界.

证明 方法一,可以补充定义,令

则F(x)于[a,b]上连续,故f(x)在[a,b]内有界,因此f(x)在[a,b)内有界.(www.daowen.com)

方法二,由=c极限存在的局部有界性,则存在δ>0(a<b−δ),m>0,当x∈(b−δ,b)时,|f(x)|≤m.

由于f(x)在[a,b−δ]上连续,故存在M>0,当x∈[a,b−δ]时,有|f(x)|≤M,因此,当x∈[a,b)时,|f(x)|≤max{M,m}.

2.一致连续

(1)连续与一致连续的区别

函数f(x)在区间I上为一致连续,如果对于每一个ε>0,存在δ>0,使得当x,x′′∈I且|x−x′′|<δ时,成立

f(x)在区间I上连续和一致连续的区别:

从定义上来看,f(x)在区间I上连续,则f(x)于区间I内的每一点x0均连续,同一个ε>0,找到的δ不仅依赖于ε,还和点x0处函数的性态有关系;而一致连续则是对于同一个ε>0,找到的δ仅依赖于ε,对所有的x0∈I均适用,因此一致连续是一个整体概念,连续是一个局部概念,一致性体现在区间I内的所有点使用公共的δ.

从定义还可以看出,一致连续蕴涵了连续.

函数的极限、连续、区间上连续、一致连续,这四个概念是逐步深入的,应从定义出发,通过比较了解概念的本质.

(2)注意一个例子

在(0,1]区间上不一致连续.(由于定义域区间不是闭区间,因此,它虽然连续,但既不是有界的,也不是一致连续的.)

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