高等数学——闭区间上连续函数的性质

发布时间 2023-07-11 15:26:40作者: Aisaka_Taiga

闭区间上连续函数的性质

\(f(x)\)\([a,b]\) 上有定义,若:

  • \(f(x)\)\((a,b)\) 内处处连续。

  • \(f(a)=f(a+0),f(b)=f(b+0)\)(在右端点左连续,在左端点右连续)

则称 \(f(x)\)\([a,b]\) 上连续,记为:\(f(x)\in c[a,b]\)

定理1:(最值定理)设 \(f(x)\in c[a,b]\),则 \(f(x)\)\([a,b]\) 上取到最小值 \(m\) 和最大值 \(M\).即 \(\exists x_{\min},x_{\max}\in[a,b]\),使 \(f(x_{\min})=m,f(x_{\max})=M\).

定理2:设 \(f(x)\in c[a,b]\)\(\exists k>0\),使 \(\forall x\in [a,b]\),有 \(|f(x)|\le k\)

定理3:(零点定理)设 \(f(x)\in c[a,b]\),如果 \(f(a)\times f(b)<0\),则 \(\exists c\in (a,b)\),使 \(f(c) = 0\)

介值:\([m,M]\) 上的任意一点称为介值。

\(\forall \eta\in [m,M],\exists \xi\in [a,b]\),使 \(f(\xi)=\eta\) ,若 \(f(x)\in c[a,b]\),则 \(m\)\(M\) 之间任一值皆可被 \(f(x)\) 取到。

定理4(介值定理):设 \(f(x)\in c[a,b]\),则 \(\forall\eta\in [m,M]\)\(\exists\xi\in [a,b]\),使 \(f(\xi)=\eta\)

(即介于 \(m\)\(M\) 之间的值都可以被 \(f(x)\) 取到)。

  • \(f(x)\in c[a,b],\exists c\in (a,b)\dots\) 一般使用零点定理。

  • \(f(x)\in c[a,b],\exists \xi\in [a,b]\),数值之和等用 介值定理。