Mikä ero on väliarvon lauseen ja ääriarvon lauseen välillä?

Mikä ero on väliarvon lauseen ja ääriarvon lauseen välillä?
Anonim

Vastaus:

Väliarvon lause (IVT) sanoo toiminnot, jotka ovat jatkuvia välein # A, b # ota kaikki (välit) arvot ääripäiden välillä. Extreme Value Theorem (EVT) kertoo jatkuvista toiminnoista # A, b # saavuttaa äärimmäiset arvot (korkea ja matala).

Selitys:

Tässä on lausunto EVT: Let # F # olla jatkuva # A, b #. Sitten on olemassa numeroita # c, d kohdassa a, b # niin että #f (c) qf (x) qqf (d) # kaikille #x kohdassa a, b #. Toisin sanoen "ylimmän" # M # ja "infimum" # M # välillä # {f (x): x kohdassa a, b} # olemassa (ne ovat rajallisia) ja on olemassa numeroita # c, d kohdassa a, b # niin että #f (c) = m # ja #f (d) = M #.

Huomaa, että toiminto # F # täytyy olla jatkuvaa # A, b # päätökseen. Jos esimerkiksi # F # on sellainen toiminto #f (0) = 0,5 #, #f (x) = x # varten #0<>, ja #f (1) = 0,5 #sitten # F # ei saavuta enimmäis- tai vähimmäisarvoa #0,1#. (Alueen ylivoimaa ja maksimiarvoa on (ne ovat 1 ja 0), mutta funktio ei koskaan saavuta (ei koskaan vastaa) näitä arvoja.)

Huomaa myös, että aikaväli on suljettava. Toiminto #f (x) = x # ei saavuta enimmäis- tai vähimmäisarvoa avoimella aikavälillä #(0,1)#. (Jälleen kerran on olemassa ylivalta ja alueen maksimiarvo (ne ovat vastaavasti 1 ja 0), mutta toiminto ei koskaan saavuta (ei koskaan vastaa) näitä arvoja.)

Toiminto #f (x) = 1 / x # ei myöskään saavuta suurinta tai vähimmäisarvoa avoimella aikavälillä #(0,1)#. Lisäksi alueen korkeus ei ole edes lopullinen määrä (se on "ääretön").

Tässä on lausunto IVT: Let # F # olla jatkuva # A, b # ja oletetaan #F (a)! = f (b) #. Jos # V # on mikä tahansa luku välillä #fa)# ja #F (b) #, niin on olemassa luku #c kohdassa (a, b) # niin että #f (c) = v #. Lisäksi, jos # V # on luku ylimmän ja alimman alueen välillä # {f (x): x kohdassa a, b} #, niin on olemassa luku #c kohdassa a, b # niin että #f (c) = v #.

Jos piirrät kuvia epäjatkuvista toiminnoista, on melko selvää, miksi # F # on oltava jatkuvaa, jotta IVT voi olla totta.