2023數(shù)分每日一題學習感悟-Day12(一致連續(xù)二)
一、整體感受:這類一致連續(xù)題目,和day11連起來,都屬于非常經(jīng)典的書中習題,這類“結論題”,要做到拿來會默。
二、本質:仍然是計算題,想要提高這類語言敘述題的水平,只能是多寫、多練。
三、具體題目
(一)北京工業(yè)大學、廣西大學
很經(jīng)典,書中有原題。
思路:
1、先證明f+g一致連續(xù),用一下一致連續(xù)定義就可以了。
2、再舉出反例說明f*g不一定一致連續(xù)。注意不一致連續(xù)的說明,如何取ε0,是任取δ’,x'=1/δ'+δ'/2,x''=1/δ’這些細節(jié)書寫清楚.? ?
(二)哈工大
也很經(jīng)典,也是書上定理。
關鍵點:這里g(x)有界是關鍵點。
第一問思路:
1、利用題干中g(x)有界定義,可以存在一個M
2、使用f(x)連續(xù),由于這里存在符合,可以把這個f(x)連續(xù)看成f(u)連續(xù),這里把u看成g(x).利用在R上連續(xù),必然在閉區(qū)間[-M,M]上連續(xù),必然一致連續(xù)。寫出在這個范圍中一致連續(xù)的定義,注意是關于u',u''的。這里取的一個δ'>0在下面的證明過程很重要
3、利用g(x)一致連續(xù)的定義,寫出來,此時一致連續(xù)中的ε就是上述的δ'.
4、注意到這里g(x'),g(x'')∈[-M,M],便可利用2中一致連續(xù)的結論得出最后要證明的復合函數(shù)的一致連續(xù)性
第二問思路:
舉反例,取f(x)=x^2,g(x)=x,取xn=(n+1)^(1/2),yn=n^(1/2),不滿足一致收斂的充要條件,可見day11有補充該一致收斂的充要條件
(三)重慶大學
很經(jīng)典的結論題,基本每本數(shù)分參考書、裴禮文上面也有。
說明:
1、這里證充要條件,對于“有界”這個條件只有在證充分條件的時候才使用到;
2、對于無窮區(qū)間也有一樣的結果.
問題轉化:實際上想讓你證明的是:
“有界區(qū)間上一致連續(xù)”←→“f(x)可把Cauchy列映成Cauchy列”
思路:
1、必要性證明:證明必要性簡單,只要寫出一致連續(xù)的定義,然后再寫出Cauchy數(shù)列的定義,使得an,am之差符合上面所說的自變量之差小于δ,便可得到f(an)也是Cauchy數(shù)列。
2、充分性證明:利用“f(x)可把Cauchy列映成Cauchy列”,采取反證法,寫出非一致連續(xù)的定義(注意學習怎么寫)。然后依次取δ=1/n(n=1,2,3,....),是δ依次取,不是xn依次取,這一點特別注意。存在xn,yn∈I,雖然滿足|xn-yn|<δ=1/n,但是|f(xn)-f(yn)|≥ε0.再由I的有界,利用有界函數(shù)必有收斂子列{xnk},由于|xn-yn|<δ=1/n→0(n→∞),所以{yn}中也有相應的子列{ynk},也收斂于相同的極限。
所以記一個新數(shù)列{zn}:xn1,yn1,...,xnk,ynk,....由于{zn}收斂,得出其為Cauchy列。
但是{f(zn)}:f(xn1),f(yn1),....,f(xnk),f(ynk),.....而之前已經(jīng)有|f(xnk)-f(ynk)|≥ε0,所以不是Cauchy列,這與題干中寫的“f(x)可把Cauchy列映成Cauchy列”矛盾了,所以假設錯誤,說明f(x)在I上一致連續(xù)。
四、需要學習的,未掌握的
1、Cauchy列定義?


Cauchy列(基本列)的等價定義

Cauchy列(基本列)的理解
2、Cauchy列的充要條件?
一個數(shù)列收斂的充分必要條件是它是Cauchy列(基本列)