

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي


الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية


الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق


الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات


الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل


المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات


التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات


علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان
Basic Properties of Functions on R1 -The Boundedness and Extreme-Value Theorems
المؤلف:
Murray H. Protter
المصدر:
Basic Elements of Real Analysis
الجزء والصفحة:
56 -57
23-11-2016
1060
In this section we establish additional basic properties of continuous functions from R1 to R1. The Boundedness and Extreme-value theorems proved below are essential in the proofs of the basic theorems in differential calculus. The Boundedness theorem shows that a function that is continuous on a closed interval must have a bounded range. The Extreme value theorem adds additional precise information about such functions. It states that the supremum and the infimum of the values in the range are also in the range.
Theorem 1.1(Boundedness Theorem)
Suppose that the domain of f is the closed interval I {x:a ≤ x ≤ b}, and f is continuous on I. Then the range of f is bounded.
Proof
We shall assume that the range is unbounded and reach a contradiction. Suppose that for each positive integer n, there isan xn ∈ I such that |f(xn)| >n. The sequence {xn} is bounded, and by the Bolzano–Weierstrass theorem, there is a convergent subsequence y1,y2,...,yn,..., where yn = xkn , that converges to an element x0 ∈ I. Since f is continuous on I, we have f(yn) → f(x0) as n →∞. Choosing ε =1, we know that there is an N1 such that for n>N1, we have
|f(yn) − f(x0)| < 1 whenever n>N1.
For these n it follows that
|f(yn)| < |f(x0)|+ 1 for all n>N1.
On the other hand,
|f(yn)|=|f(xkn ) >kn ≥ n for all n.
Combining these results, we obtain
n< |f(x0)|+ 1 for all n>N1.
Clearly, we may choose n larger than |f(x0)|+ 1, which is a contradiction.
In Theorem 1.2, it is essential that the domain of f is closed. The function f : x → 1/(1 − x) is continuous on the half-open interval I ={x :0 ≤ x< 1}, but isnot bounded there.
Theorem 1.3 (Extreme-value theorem)
Suppose that f has for its domain the closed interval I ={x:a ≤ x ≤ b}, and that f is continuous on I. Then there are numbers x0 and x1 on I such that f(x0) ≤ f(x) ≤ f(x1) for all x ∈ I. That is, f takes on its maximum and minimum values on I.
Proof
Theorem 1.1 states that the range of f is a bounded set. Define
M= sup f(x) for x ∈ I, m = inf f(x) for x ∈ I.
We shall show that there are numbers x0,x1 ∈ I such that f(x0) = m, f(x1) =M. We prove the existence of x1, the proof for x0 being similar. Suppose that M is not in the range of f ; we shall reach a contradiction .The function F with domain I defined by

Is continuous on I and therefore (by Theorem 1.2) has a bounded range. Define Ḿsup F(x) for x ∈ I. Then Ḿ> 0 and

This last inequality contradicts the statement that M = sup f(x) for x ∈ I, and hence M must be in the range of f . There is an x1 ∈ I such that f(x1) =M.
The conclusion of Theorem 1.2 is false if the interval I is not closed. The function f : x → x2 is continuous on the half-open interval I ={x : 0 ≤ x< 1} but does not achieve a maximum value there. Note that f is also continuous on the closed interval I1 ={x :0 ≤ x ≤ 1}, and its maximum on this interval occurs at x = 1; Theorem 1.2. applies in this situation.
Basic Elements of Real Analysis, Murray H. Protter, Springer, 1998 .Page(56 -57)
الاكثر قراءة في التحليل الحقيقي
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
الآخبار الصحية

قسم الشؤون الفكرية يصدر كتاباً يوثق تاريخ السدانة في العتبة العباسية المقدسة
"المهمة".. إصدار قصصي يوثّق القصص الفائزة في مسابقة فتوى الدفاع المقدسة للقصة القصيرة
(نوافذ).. إصدار أدبي يوثق القصص الفائزة في مسابقة الإمام العسكري (عليه السلام)