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例1.1.6

下一节:例1.1.7

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例1.1.6课程教案、知识点、字幕

下面我们看一个类似的问题

AB为非负实数构成的有界集合

那么定义A乘B

也就是把A中的元素和B中的元素

都乘起来 构成一个新的集合

让我们证明的是A乘B的下确界

等于A的下确界乘B集合的下确界

类似的 上确界也是如此

那么这个问题我们要将两个证明

都演绎一遍

好 我们首先来证第一个下确界的结论

这里我们还是令A集合的下确界

得小a

B集合的下确界得小b

好 我们大家看

仍然是任意的X属于A

那么X大于等于A

任意的Y属于B

那么Y是大于等于B的

好 大家注意

都是非负实数构成的集合

所以呢 XY都是大于等于零的

那么下确界又是下界中最大的

所以AB也均大于等于零

那么这样我们看

任意的Z属于A乘B

大家看Z就等于某一个A中的X

和某一个B中的Y相乘

那么自然它就大于等于A乘B

即A乘B为集合AB的一个下界

下面我们再证明A乘B是集合AB

下界中的最大者

好 由于A是集合A的下确界

那么任给ε大于零

那么大家知道存在一个Xε属于A

这样Xε是小于a加ε的

类似的 也存在一个Yε属于B

也就是Yε小于B+ε

大家看啊

这是非负的实数构成的集合

自然他们都是大于等于零的

那么大家看

下面我们看Zε它是等于Xε乘以Yε

当然它属于A乘B

我们来看Zε和A乘B的关系

将上面两个不等式相乘

Zε就小于AB加ε倍的a加b

再加一个ε的平方

到这为止啊

并没有出现我们等价定义的情形

那么这时应该如何处理呢

大家注意了

经常有的同学在这会这样做

有人经常会这样做

是这样说

经常是这样写啊

令这个表达式等于ε′

这种写法啊

从逻辑上是不对的

因为我们说要证明A乘B

是下界中的最大者

这个任给ε

最开始是应该给好的

所以在这这种写法

是错误的过程

那么我们正确的过程

应该如何写呢

我们有等价的定义

大家看下面我们就像来变个魔术

这里大家知道

任给ε大于0

和任给ε属于0到1

是等价的

那么这里我们加上一句

比方说不妨设ε小于1

这是可以的

好 大家来看

这个就要变一下魔术了

小于A乘B加上

这是ε的平方

当然是ε乘以ε

我将一个ε放缩一下

就小于ε乘以a加b加1

到这大家看 巧了

此时我就把上边这个不等式

转化成Zε小于AB加上常数倍的ε

那么这个a加b加1

是一个正的常数

的确和我们刚刚讨论的等价定义

是相同的

这也就说明了

我们已经证出了

AB是下界中的最大者

我们这样就有

故 集合A乘B的下确界就是小a乘以小b

那么这里的A就不是别人A集合的下确界

B就是B集合的下确界

那么第一个结论呢

我们就证好了

下面我们再看看第二个结论的证明

我们要证A乘B这个集合的上确界

它等于A集合的上确界

乘B集合的上确界

这里我们还是来用几个字母

那为了方便吧

我们还是设A集合的上确界得小a

B集合的上确界得小b

那么大家来看

任意的X属于A X都小于等于a

同样任意的Y属于B y小于等于b

由于都是非负实数的集合

这样X乘Y自然也是非负的

它是小于等于a乘b的

那么也就是说呢

a乘b为集合AB的一个上界

下面我们再证它是上界中的最小者

这里需要稍微有一点讨论

我们当然大家一会就会看到

为什么这样讨论

若ab至少有一个为零

那么我们将说结论显然成立

为什么呢

不妨设a得零吧

大家看不妨设小a得零

那么a是上确界啊

那这时大家看集合A

它又是非负实数构成的集合

那么A只可能是单元素集

就是零

那这样A乘B也可能是单元素集

也就是零构成的集合

那我们来一句 结论

上述结论 要证的结论 显然成立

好 那下面我们设a和b均是正数

好 任给ε大于0

大家看这里A是上确界

那我们看存在一个xε

它属于A

使得xε大于a减ε

自然也存在一个yε属于B

使得yε大于b减ε

那下面呢

我自然想把这个Xε和Yε乘到一起

它实际上就是A和B集合中的一个Zε

那大家看一看

这里我们a减ε和b减ε

这里ε如果取的比较大

a减ε和b减ε就是负数了

我们就不能乘到一起

这样我们要讨论一下

那么怎么讨论呢

在这还是要用到一定的技巧

也就是说啊

我们在这写上

不妨设ε是小于a的 也小于b的

那么大家知道这和我们前面刚刚讨论的等价定义

是不冲突的

那么此时吧

如果ε比a和b都小

这件事是正的

这个b减ε也是正的

那这样我们大家看Zε

我们就可以写成xε乘以yε

它的确是在A乘B这个集合中的

那我们来乘一乘啊

这个Zε它就大于

好 乘一乘 ab减ε倍的a加b

再加上一个ε的平方

天然的 我把ε的平方啊

这一次我就直接不要它了

因为ε的平方是大于0的

大家看这样我就证出了Zε大于a乘b

减去一个常数倍的ε

并且这个常数是正数

也就相当于证出了ab

是集合AB上界中的最小者

所以我们就有这样一个结论

A乘B这个集合的上确界

就等于a乘b

也就是a的上确界乘b的上确界

可见啊 确界的等价定义

在实际问题中

还是有很多用途的

我们大家应该仔细的去体会

学会去应用它

高等数学习题课课程列表:

第零章 课程序论

-课程序论

--课程序论

第一章 实数与函数

-第1节 集合的界与确界

--集合的界的概念

--例1.1.1

--确界的定义

--例1.1.2

--例1.1.3

--例1.1.4

--例1.1.5

--例1.1.6

--例1.1.7

-第1节 练习题--作业

-第2节 函数的性质

--映射与函数定义

--复合与基本初等函数

--反函数

--例1.2.1

--例1.2.2

--例1.2.3

--例1.2.4

--例1.2.5

--例1.2.6

--例1.2.7

--函数的性质

--例1.2.8

--例1.2.9

--例1.2.10

--例1.2.10思考题

--例1.2.11

--例1.2.12

--例1.2.13

--例1.2.14

-第2节 练习题--作业

-第3节 几个不等式

--不等式

--例3.1 Cauchy不等式

--重要不等式

--例3.2 Bernoulli不等式

第二章 数列极限

-第1节 数列极限的定义

--数列极限的定义

--例2.1.1

--例2.1.2

--数列极限定义的分析

--例2.1.3

--例2.1.4

--例2.1.5

--例2.1.6

--例2.1.7

--子数列的极限

--例2.1.8

--例2.1.9

--数列极限的性质

--例2.1.10

--例2.1.11

-第2节 数列极限存在的充分条件

--四则运算法则

--例2.2.1

--例2.2.2

--例2.2.3

--夹挤准则

--单调有界定理

--重要极限

--例2.2.4

--例2.2.5

--例2.2.7

--例2.2.8

--例2.2.9(1)

--例2.2.9(2)

--例2.2.9(3)

--例2.2.10

--例2.2.11

--例2.2.12

--无穷大量

--例2.2.13

-第2节 练习题--作业

-第3节 实数理论

--Video

--区间套定理

--Bolzano定理

--Cauchy收敛准则

--定义总结

--例2.3.1

--例2.3.2

--例2.3.3

--例2.3.4

--例2.3.5

--例2.3.6

--例2.3.7

--例2.3.8

--例2.3.9

-第一次单元测试--作业

第三章 函数极限

-第1节 函数极限的定义与性质

--函数极限的定义(1)

--函数极限的定义(2)

--函数极限的定义(3)

--例3.1.2

--例3.1.3

--例3.1.4

--例3.1.5

--例3.1.6

--例3.1.7

--海涅定理1

--海涅定理2

--例3.1.8

--例3.1.9

--例3.1.10

-第1节 练习题--作业

-第2节 复合函数的极限 Cauchy收敛准则 无穷小量与无穷大量

--复合函数的极限

--例3.2.1

--例3.2.2

--Cauchy收敛准则

--无穷小量与等价无穷小替换

--例3.2.3

--例3.2.4

--例3.2.5

--例3.2.6

--例3.2.6思考题

--Video

--无穷大量

--例3.2.8

--例3.2.9

--例3.2.10

--例3.2.10思考题

-第2节 练习题--作业

-第二次单元测试--作业

第四章 函数的连续性

-第1节 函数的连续性

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-第1节 练习题--作业

-第2节 闭区间连续函数的性质

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-第2节 练习题--作业

-第3节 函数的一致连续性

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-第3节 练习题--作业

-第三次单元测试--作业

第五章 级数

-第1节 数项级数

--引言

--例1

--例2

--例3

--例4

--例5

--例6

--例7

--例8

--例9

--例10

--例11

--例12

--例13

--例14

第七章 多元函数积分学

-第1节 重积分(6月14日之前看完)

--函数极限的定义(1)

--函数极限的定义(2)

--函数极限的定义(3)

--例3.1.2

--例3.1.3

--例3.1.4

--例3.1.5

--例3.1.6

--Video

期末考试

-期末考试--结课考试

例1.1.6笔记与讨论

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