有界函数

更新时间:2024-01-06 13:30

有界函数是设f(x)是区间E上的函数,若对于任意的x属于E,存在常数m、M,使得m≤f(x)≤M,则称f(x)是区间E上的有界函数。其中m称为f(x)在区间E上的下界,M称为f(x)在区间E上的上界

概念

等价定义

设ƒ(x)是区间E上的函数。若对于任意属于E的x,存在常数M>0,使得|ƒ(x)|≤M,则称ƒ(X)是区间E上的有界函数。

例子

正弦函数sin x 和余弦函数cos x为R上的有界函数,因为对于每个x∈R都有|sin x|≤1和|cos x|≤1

新的概念

下面介绍与有界函数概念相关的几个概念。

相关概念

设函数f(x)是某一个实数集A上有定义,如果存在正数M 对于一切X∈A都有不等式|f(x)|≤M的则称函数f(x)在A上有界,如果不存在这样定义的正数M则称函数f(x)在A上无界 设f为定义在D上的函数,若存在数M(L),使得对每一个x∈D有: ƒ(x)≤M(ƒ(x)≥L)

则称ƒ在D上有上(下)界的函数,M(L)称为ƒ在D上的一个上(下)界。

根据定义,ƒ在D上有上(下)界,则意味着值域ƒ(D)是一个有上(下)界的数集。又若M(L)为ƒ在D上的上(下)界,则任何大于(小于)M(L)的数也是ƒ在D上的上(下)界。根据确界原理,ƒ在定义域上有上(下)确界。

一个特例是有界数列,其中X是所有自然数所组成的集合N。所以,一个数列(a0,a1,a2, ... ) 是有界的,如果存在一个数M> 0,使得对于所有的自然数n,都有: 。

例子

由ƒ (x)=sinx所定义的函数f:R→R是有界的。如果正弦函数是定义在所有复数的集合上,则不再是有界的。 函数 (x不等于-1或1)是无界的。当x越来越接近-1或1时,函数的值就变得越来越大。但是,如果把函数的定义域限制为[2, ∞).,则函数就是有界的。

函数是有界的。

任何一个连续函数f:[0,1] →R都是有界的。 考虑这样一个函数:当x是有理数时,函数的值是0,而当x是无理数时,函数的值是1。这个函数是有界的。有界函数并不一定是连续的。

性质

函数的有界性与其他函数性质之间的关系

函数的性质:有界性,单调性周期性连续性可积性

单调性

闭区间上的单调函数必有界。其逆命题不成立。

连续性

闭区间上的连续函数必有界。其逆命题不成立。

可积性

闭区间上的可积函数必有界。其逆命题不成立。

无界函数

类似的我们可以定义无界函数: 设ƒ为定义在D上的函数,若对于任何M(无论M多大),都存在x0∈D,使得|ƒ(x)|≥M。相关详细定义请查看百度百科无界函数

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