什么是連續(xù)統(tǒng)
2022-08-15 20:16 作者:我愛計算機科學(xué) | 我要投稿
連續(xù)統(tǒng)是一個數(shù)學(xué)概念。當(dāng)人們籠統(tǒng)地說:“在實數(shù)集里實數(shù)可以連續(xù)變動”,也就可以說實數(shù)集是個連續(xù)統(tǒng);更嚴(yán)格的描述需要使用序理論、拓?fù)鋵W(xué)等數(shù)學(xué)工具。這里的連續(xù)是相對于離散的概念而言的。在不討論精確的定義前,有時人們也會談到一個量可以在某范圍內(nèi)連續(xù)取值,或者說該量的變化范圍是一個連續(xù)統(tǒng)。在數(shù)學(xué)上,連續(xù)統(tǒng)這一術(shù)語至少有兩種精確定義,但并不等價。另外,連續(xù)統(tǒng)一詞有時即指實數(shù)線或者實數(shù)集,這是較舊的叫法;見連續(xù)統(tǒng)假設(shè)。
連續(xù)統(tǒng)是一個擁有多于一個元素的集合,而且滿足如下性質(zhì):
有序:任意兩個元素之間可以排序;(實數(shù)集的任意兩個數(shù)字之間可以排序)
稠密:在任意兩個元素之間存在第三個元素 ;(實數(shù)集的任意兩個數(shù)字之間存在無窮多個其他的數(shù)字)
無洞:有上界的非空子集一定有上確界 實數(shù)集即為連續(xù)統(tǒng)的例子;實際上它是連續(xù)統(tǒng)的原型。
這里的無洞就是指完備性:
實數(shù)集完備性基本定理:確界定理、單調(diào)有界原理、區(qū)間套定理、有限覆蓋定理、柯西收斂定理、緊致性定理。 這六個定理是從不同角度描述了實數(shù)集的一個性質(zhì):實數(shù)集關(guān)于極限運算是封閉的,即實數(shù)的連續(xù)性。它們之間相互等價,均可作為公理。


這里注意上確界和最大值的區(qū)別。

對于下面這個級數(shù),令x=1,則等式左邊是一個無理數(shù),右邊是有理數(shù)之和。左邊可以看作是右邊的上確界,也就是說,一個有理數(shù)的極限是無理數(shù)。如果只是有理數(shù)集合,則這個時候?qū)τ谟疫叺挠欣頂?shù)的級數(shù)運算來說,結(jié)果就是不完備的,因為這個結(jié)果變成了無理數(shù),相當(dāng)于掉進(jìn)了有理數(shù)集合的洞里面去了。實數(shù)集剛好包括有理數(shù)和無理數(shù),所以這種情況下就是完備的。

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