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《函數一致連續(xù)性的判定 數學畢業(yè)論文》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、目錄1摘要……………………………………………………12關鍵詞……………………………………………………13基本概念與定理…………………………………………14有限區(qū)間上一致連續(xù)函數的判定………………………15無限區(qū)間上一致連續(xù)函數的判定………………………46一致連續(xù)性的應用……………………………………87參考文獻………………………………………………108英文摘要…………………………………………………1011函數一致連續(xù)性的判定摘要:函數在區(qū)間I上的一致連續(xù)性與連續(xù)是兩個不同的概念,后者是一個局部性概念,前者
2、具有整體性質,它刻畫了函數f(x)在區(qū)間I上變化的相對均勻性.本文總結了幾個判別函數一致連續(xù)性的方法,并給出了幾個簡單應用.關鍵詞:函數、連續(xù)、一致連續(xù)、收斂引言函數的一致連續(xù)是數學分析中的一個重要概念.連續(xù)是考察函數在一個點的性質而一致連續(xù)是考察函數在一個區(qū)間的性質.一致連續(xù)比連續(xù)的條件要嚴格,在區(qū)間上一致連續(xù)的函數則一定連續(xù),但連續(xù)的函數不一定一致連續(xù).因此本文總結了通過函數的連續(xù)性尋找一些函數一致連續(xù)的判別法.1.基本概念與定理定義(一致連續(xù)):設函數在區(qū)間上有定義,若,當時,有,則稱函數在上一致
3、連續(xù).注:設函數在區(qū)間上有定義,若,當時,有,則稱函數在區(qū)間上不一致連續(xù).(定理):若函數在區(qū)間連續(xù),則在區(qū)間上一連續(xù).2.有限區(qū)間上一致連續(xù)函數的判定定理1函數在上一致連續(xù)的充要條件是函數在上連續(xù).定理2函數在上一致連續(xù)的充要條件是函數在上連續(xù)且,都存在.證明必要性,因為函數在上一致連續(xù),即,且,有,顯然函數在上連續(xù),且,當時,當然,有.根據柯西收斂準則,存在.同理可證,存在.11充分性,因為,都存在,分別設為和,構造函數:顯然在上連續(xù),由定理1可知:在上一致連續(xù),從而在上一致連續(xù).推論1函數在()上
4、一致連續(xù)的充要條件是函數在()上連續(xù),且()存在.推論2若函數在有限區(qū)間上連續(xù)、單調、有界、則函數在上一致連續(xù).定理3設在區(qū)間(是有限區(qū)間或無窮區(qū)間)連續(xù),則在內閉一致連續(xù).即,在上一致連續(xù).結論的正確性有定理直接可得.用此條件能解決很多關于函數性質的證明題.其解題思路是把開區(qū)間上的問題轉化到閉區(qū)間上,從而利用定理.定理4若函數在及都一致連續(xù),則在上一致連續(xù).注:改為時,結論也成立.證明已知函數在與一致連續(xù),即:,且,有;,且,有.于是,有,,,且,當:1)且,有;2)且,有;3),且,(,)有11即函
5、數在上一致連續(xù).定理5函數在上一致連續(xù)的充要條件是任給中收斂數列,函數列也收斂.證明必要性,由于函數在上一致連續(xù),故對于當,且時,有設是中任一收斂數列,由柯西條件對上述的時,,當時,有,故.所以,函數列也收斂.充分性,假設在上不一致連續(xù),即,對(取),,且,而且有界,故存在收斂子列.由(),故中相應的子列也收斂,且與極限相同,因此數列也收斂于相同極限,于是數列也收斂.故當足夠大時,與上述矛盾,假設不成立.即函數在上一致連續(xù).定理6函數在上一致連續(xù)的充要條件是任給,時,.證明必要性設函數在上一致連續(xù),則,
6、,當且時,.所以.當,時.充分性設,當時,11則,,使得當時有.所以函數在上一致連續(xù).注:此命題提供了一個直觀觀察一致連續(xù)的辦法:在圖象上最陡的地方,若,則,一致連續(xù);若在某處無限變陡,則非一致連續(xù).3.無限區(qū)間上一致連續(xù)函數的判定定理7若函數在()上連續(xù)且,(,)都存在,則函數在()上一致連續(xù).證明已知存在,根據柯西收斂準則,有,,,有;又已知函數在閉區(qū)間連續(xù),則函數在上一致連續(xù),即對上述的,,(使),且,有.于是,且(使),有即函數在上一致連續(xù).推論3若函數在()上連續(xù),且()存在,則函數在()上一
7、致連續(xù).推論4若函數在上連續(xù)且,都存在,則函數在上一致連續(xù).定理8定義在上的連續(xù)函數,若當時,有水平漸近線,則在上一致連續(xù).證明由于有水平漸近線知:存在,根據柯西收斂準則:11,,當時,有.因在上連續(xù),所以在上連續(xù),從而在上一致連續(xù),對如上的,,當且時,有現,只要,若.則.若,則.若分別屬于與,則,,故綜上所述,在上一致連續(xù).注:此定理的結論可推廣到無窮區(qū)間或上.定理9定義在上的線性函數必在內一致連續(xù).證明,,要使,只要,取,當時,有故在內一致連續(xù).定理10設在上連續(xù),若當時,以直線為斜漸近線,則在上一
8、致連續(xù).證明設,則由已知可得:在上連續(xù).因以直線為斜漸近線,所以即由定理8可知:在上一致連續(xù).又由定理9知:在上一致連續(xù).故在上一致連續(xù).11注:此定理的結論也可推廣到無窮區(qū)間或上.推論5若函數在上連續(xù)且曲線:存在不垂直于軸的漸近線,則函數在上一致連續(xù).定理11若函數在區(qū)間(可開,可半開,可有限或無限)可導,且在有界,則函數在上一致連續(xù).證明設,(),,,當時,根據微分中值定理,存在點介于與之間,使得:即在上一致連續(xù).定理12若函數與在區(qū)間