Hvad er forskellen mellem mellemværdets sætning og ekstremt værdisætning?

Hvad er forskellen mellem mellemværdets sætning og ekstremt værdisætning?
Anonim

Svar:

Intermediate Value Theorem (IVT) siger funktioner, der er kontinuerlige i et interval # A, b # indtage alle (mellemliggende) værdier mellem deres ekstremer. Extreme Value Theorem (EVT) siger funktioner, der er kontinuerlige på # A, b # opnå deres ekstreme værdier (høj og lav).

Forklaring:

Her er en erklæring fra EVT: Lad # F # være kontinuerlig på # A, b #. Så findes der tal # c, d i a, b # sådan at #f (c) leq f (x) leq f (d) # for alle #x i a, b #. Angives på anden måde, "supremum" # M # og "infimum" # M # af området # {f (x): x i a, b } # eksisterer (de er endelige) og der findes tal # c, d i a, b # sådan at #F (c) = m # og #F (d) = M #.

Bemærk, at funktionen # F # skal være kontinuerlig på # A, b # til konklusion at holde. For eksempel, hvis # F # er en funktion sådan #F (0) = 0,5 #, #F (x) = x # til #0<>, og #F (1) = 0,5 #, derefter # F # opnår ingen maksimum eller minimumsværdi på #0,1#. (Supremum og infimum af rækken eksisterer (de er henholdsvis 1 og 0), men funktionen opnår aldrig (aldrig svarer) disse værdier.)

Bemærk også, at intervallet skal lukkes. Funktionen #F (x) = x # opnår ingen maksimums- eller minimumsværdi på det åbne interval #(0,1)#. (Endnu en gang eksisterer supremum og infimum af rækken (de er henholdsvis 1 og 0), men funktionen opnår aldrig (aldrig svarer) disse værdier.)

Funktionen #F (x) = 1 / x # opnår heller ikke en maksimums- eller minimumsværdi på det åbne interval #(0,1)#. Desuden eksisterer supremum af rækken ikke engang som et begrænset antal (det er "uendeligt").

Her er en erklæring om IVT: Lad # F # være kontinuerlig på # A, b # og antage #F (a)! = f (b) #. Hvis # V # er et tal mellem #F (a) # og #F (b) #, så findes der et tal #c i (a, b) # sådan at #F (c) = v #. Desuden, hvis # V # er et tal mellem supremum og infimum i området # {f (x): x i a, b} #, så findes der et tal #c i a, b # sådan at #F (c) = v #.

Hvis du tegner billeder af forskellige diskontinuerlige funktioner, er det ret klart hvorfor # F # skal være vedvarende for IVT at være sandt.