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求救!一道数分证明题!

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/29 04:36:31
求救!一道数分证明题!
函数f(x)在无穷区间[a,﹢∞)内一致连续的充要条件是:f(x)的导函数f'(x)在[a,﹢∞)上有界(必要性是错的)(能举出反例了,但有个证明看不出哪里错了)
必要性的证明:反正法,假设f'(x)在区间上无界,由f(x)在区间内一致连续可得,取ε=1,则存在δ>0,当|x1-x2|<δ,有|f(x1)-f(x2)|<1,由于可导,有对于x属于[a,+∞﹚,有f(x+δ/2﹚-f﹙x﹚=f'(x)δ/2﹢0(δ/2﹚,由无界得,设M=(4+δ)/δ,存在x0属于[a,+∞﹚,|f'(x0)|>M,则有1>|f(x0+δ/2﹚﹣f﹙x0﹚|=|f'(x0)δ/2+0﹙δ/2﹚|>|f'(x0)δ/2|-|0﹙δ/2﹚|>2+δ/2-|0﹙δ/2﹚|
小o用错了,用小o必须是当delta趋于0时才成立,但证明中的delta是定值,不是变量.
再问: 是不是从“设M=(4+δ)/δ,存在x0属于[a,+∞﹚,|f'(x0)|>M”看出δ/2是定值?
再答: 不是,一开始就是定值。从这句话开始“由f(x)在区间内一致连续可得,取ε=1,则存在δ>0”,只要e取定,那么delta就取定了。
再问: 这是定了吗?不是比δ小的δ都可以吗?
再答: 那你没明白一致连续的意思。当e取定后,delta必须取定(尽管比你的delta小的数也可以,但后面关于函数值之间大小关系的不等式是在前面取定的delta的前提条件下才有,delta没取定,后面的不等式就没有意义)。你应该翻看一下你们课堂上讲e-N语言,e-delta语言时N和delta与e的关系,老师肯定要讲清楚这个的,e取定后,N和delta就是定的。
再问: 噢这个不是其中的一个δ而已吗?后面关于函数值之间大小关系的不等式不是根据X1和X2来说的吗?条件中不就只是存在一个δ么?
再答: 是其中的一个,但你得取定其中的一个。只有你取定了一个后,后面的那些话才能成立,你才可以继续进行其它的证明。
再问: 哦你的意思是不是说要定下一个δ,让|x1-x2|变化有个范围,那后面的关于函数值之间大小关系的不等式才能有个确切的范围,这样才能比较?
再答: 可以这么说。实际上这就是逻辑推理的先后关系。逻辑上说你得先确定delta,确定了delta,x1 x2的距离关系才有意义,后面的不等式也才有意义。数列极限,函数极限,一致连续等用e-delta语言定义的都是这种逻辑关系,只要e给定,N delta就必须是确定的。
再问: 哦恍然大悟啊,原来我一直学极限时候都忽略了这东西,我比较笨,我不是数学专业的,自学了数分,希望你不要介意我问了这么多低级的问题,谢谢你啊!真是好人啊!