实数系的基本定理 |
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实数的连续性定理,图片来自网络。 实数集合的连续性(简称实数的连续性或者实数的稠密性、实数的完备性)是实数系的一个基本特征, 它是微积分学的坚实的理论基础. 人们从不同的角度来描述和刻画实数集的完备性,得到了一连串的有关实数的连续性定理,其中包括:确界存在定理,闭区间套定理,单调有界收敛定理,聚点定理,有限覆盖定理,柯西准则,致密性定理等. 定理1.1(确界存在定理,简称“确”) 有上界数集必有上确界,有下界数集必有下确界. 定理1.2 (单调有界定理,简称“单”) 任何单调有界数列必定收敛(即必定有极限). 定理1.3 (区间套定理,简称“区”) 设为闭区间套,即: (1). (2) . 则存在唯一一点. 定理1.4 (有限覆盖定理,简称“覆”) 设 是闭区间 的任意开覆盖,即:中每一点都含于 中至少一个开区间内.则在 中必存在有限个开区间,它们构成 的一个有限开覆盖. 定理1.5 (聚点定理,简称“聚”) 直线上的任一有界无限点集 至少有一个聚点,即:在 的任意小邻域内都含有 中无限多个点( 本身可以属于 ,也可以不属于 ). 定理1.6 (柯西准则,简称“柯”) 数列 收敛的充要条件是:,存在, 只要, 恒有.(后者又称为柯西(Cauchy)条件,满足柯西条件的数列又称为柯西列,或基本列.) 这些定理构成极限理论的基础.我们不仅要正确理解这六大定理的含义,更重要的还要学会怎样用它们去证明别的命题.下面通过证明它们之间的等价性,使大家熟悉使用这些理论工具. 对数学专业学生,“阅读参考类”即为知识点,不一定是考点,“基本要求类”和“习题作业类”为知识点也是考点。 |
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