Главная » Просмотр файлов » 1610912322-b551b095a53deaf3d3fbd1ed05ae9b84

1610912322-b551b095a53deaf3d3fbd1ed05ae9b84 (824701), страница 81

Файл №824701 1610912322-b551b095a53deaf3d3fbd1ed05ae9b84 (Зорич 2-е издание (на английском)) 81 страница1610912322-b551b095a53deaf3d3fbd1ed05ae9b84 (824701) страница 812021-01-17СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 81)

. .). They form an open covering of Rm and consequently alsoof K. If K were not bounded, it would be impossible to select a finite covering ofK from this sequence.Proposition 5 The set K ⊂ Rm is compact if and only if K is closed and boundedin Rm .Proof The necessity of these conditions was proved in Propositions 3 and 4.Let us verify that the conditions are sufficient. Since K is a bounded set, thereexists an m-dimensional interval I containing K.

As was shown in Example 13,I is compact in Rm . But if K is a closed set contained in the compact set I , then byProposition 3b) it is itself compact.7.1.4 Problems and Exercises1. The distance d(E1 , E2 ) between the sets E1 , E2 ⊂ Rm is the quantityd(E1 , E2 ) :=infx1 ∈E1 ,x2 ∈E2d(x1 , x2 ).Give an example of closed sets E1 and E2 in Rm having no points in common forwhich d(E1 , E2 ) = 0.2. Show thata) the closure E in Rm of any set E ⊂ Rm is a closed set in Rm ;b) the set ∂E of boundary points of any set E ⊂ Rm is a closed set;c) if G is an open set in Rm and F is closed in Rm , then G\F is open in Rm .3.

Show that if K1 ⊃ K2 ⊃ · · · ⊃ Kn ⊃ · · · is a sequence of nested nonempty compact sets, then ∞i=1 Ki = ∅.4. a) In the space Rk a two-dimensional sphere S 2 and a circle S 1 are situated sothat the distance from any point of the sphere to any point of the circle is the same.Is this possible?b) Consider problem a) for spheres S m , S n of arbitrary dimension in Rk . Underwhat relation on m, n, and k is this situation possible?4167 Functions of Several Variables: Their Limits and Continuity7.2 Limits and Continuity of Functions of Several Variables7.2.1 The Limit of a FunctionIn Chap. 3 we studied in detail the operation of passing to the limit for a real-valuedfunction f : X → R defined on a set in which a base B was fixed.In the next few sections we shall be considering functions f : X → Rn definedon subsets of Rm with values in R = R1 or more generally in Rn , n ∈ N.

We shallnow make a number of additions to the theory of limits connected with the specificsof this class of functions.However, we begin with the basic general definition.Definition 1 A point A ∈ Rn is the limit of the mapping f : X → Rn over a base Bin X if for every neighborhood V (A) of the point there exists an element B ∈ B ofthe base whose image f (B) is contained in V (A).In brief, lim f (x) = A := ∀V (A) ∃B ∈ B f (B) ⊂ V (A) .BWe see that the definition of the limit of a function f : X → Rn is exactly thesame as the definition of the limit of a function f : X → R if we keep in mind whata neighborhood V (A) of a point A ∈ Rn is for every n ∈ N.Definition 2 A mapping f : X → Rn is bounded if the set f (X) ⊂ Rn is boundedin Rn .Definition 3 Let B be a base in X.

A mapping f : X → Rn is ultimately boundedover the base B if there exists an element B of B on which f is bounded.Taking these definitions into account and using the same reasoning that we gavein Chap. 3, one can verify without difficulty thata function f : X → Rn can have at most one limit over a given base B in X;a function f : X → Rn having a limit over a base B is ultimately bounded overthat base.Definition 1 can be rewritten in another form making explicit use of the metricin Rn , namelyDefinition 1 lim f (x) = A ∈ Rn := ∀ε > 0 ∃B ∈ B ∀x ∈ B d f (x), A < εBor7.2 Limits and Continuity of Functions of Several Variables417Definition 1 lim f (x) = A ∈ Rn := lim d f (x), A = 0 .BBThe specific property of a mapping f : X → Rn is that, since a point y ∈ Rn isan ordered n-tuple (y 1 , . .

. , y n ) of real numbers, defining a function f : X → Rnis equivalent to defining n real-valued functions f i : X → R (i = 1, . . . , n), wheref i (x) = y i (i = 1, . . . , n).If A = (A1 , . . . , An ) and y = (y 1 , . . . , y n ), we have the inequalities i√y − Ai ≤ d(y, A) ≤ n max y i − Ai ,(7.3)1≤i≤nfrom which one can see thatlim f (x) = A ⇔ lim f i (x) = AiBB(i = 1, . . . , n),(7.4)that is, convergence in Rn is coordinatewise.Now let X = N be the set of natural numbers and B the base k → ∞, k ∈ N,in X. A function f : N → Rn in this case is a sequence {yk }, k ∈ N, of points of Rn .Definition 4 A sequence {yk }, k ∈ N, of points yk ∈ Rn is fundamental (a Cauchysequence) if for every ε > 0 there exists a number N ∈ N such that d(yk1 , yk2 ) < εfor all k1 , k2 > N .One can conclude from the inequalities (7.3) that a sequence of points yk =1(yk , .

. . , ykn ) ∈ Rn is a Cauchy sequence if and only if each sequence of coordinateshaving the same labels {yki }, k ∈ N, i = 1, . . . , n, is a Cauchy sequence.Taking account of relation (7.4) and the Cauchy criterion for numerical sequences, one can now assert that a sequence of points Rn converges if and onlyif it is a Cauchy sequence.In other words, the Cauchy criterion is also valid in Rn .Later on we shall call metric spaces in which every Cauchy sequence has a limitcomplete metric spaces.

Thus we have now established that Rn is a complete metricspace for every n ∈ N.Definition 5 The oscillation of a function f : X → Rn on a set E ⊂ X is the quantityω(f ; E) := d f (E) ,where d(f (E)) is the diameter of f (E).As one can see, this is a direct generalization of the definition of the oscillationof a real-valued function, which Definition 5 becomes when n = 1.The validity of the following Cauchy criterion for the existence of a limit forfunctions f : X → Rn with values in Rn results from the completeness of Rn .4187 Functions of Several Variables: Their Limits and ContinuityTheorem 1 Let X be a set and B a base in X.

A function f : X → Rn has a limitover the base B if and only if for every ε > 0 there exists an element B ∈ B of thebase on which the oscillation of the function is less than ε.Thus,∃ lim f (x) ⇔ ∀ε > 0 ∃B ∈ B ω(f ; B) < ε .BThe proof of Theorem 1 is a verbatim repetition of the proof of the Cauchy criterion for numerical functions (Theorem 4 in Sect. 3.2), except for one minor change:|f (x1 ) − f (x2 )| must be replaced throughout by d(f (x1 ), f (x2 )).One can also verify Theorem 1 another way, regarding the Cauchy criterion asknown for real-valued functions and using relations (7.4) and (7.3).The important theorem on the limit of a composite function also remains validfor functions with values in Rn .Theorem 2 Let Y be a set, BY a base in Y , and g : Y → Rn a mapping having alimit over the base BY .Let X be a set, BX a base in X, and f : X → Y a mapping of X into Y such thatfor each BY ∈ BY there exists BX ∈ BX such that the image f (BX ) is containedin BY .Under these conditions the composition g ◦ f : X → Rn of the mappings f andg is defined and has a limit over the base BX , andlim(g ◦ f )(x) = lim g(y).BXBYThe proof of Theorem 2 can be carried out either by repeating the proof of Theorem 5 of Sect.

3.2, replacing R by Rn , or by invoking that theorem and using relation(7.4).Up to now we have considered functions f : X → Rn with values in Rn , withoutspecifying their domains of definition X in any way. From now on we shall primarilybe interested in the case when X is a subset of Rm .As before, we make the following conventions.U (a) is a neighborhood of the point a ∈ Rm ;Ů (a) is a deleted neighborhood of a ∈ Rm , that is, Ů (a) := U (a)\a;UE (a) is a neighborhood of a in the set E ⊂ Rm , that is, UE (a) := E ∩ U (a);ŮE (a) is a deleted neighborhood of a in E, that is, ŮE (a) := E ∩ Ů (a);x → a is the base of deleted neighborhoods of a in Rm ;x → ∞ is the base of neighborhoods of infinity, that is, the base consisting of thesets Rm \B(a; r);x → a, x ∈ E or (E x → a) is the base of deleted neighborhoods of a in E ifa is a limit point of E;x → ∞, x ∈ E or (E x → ∞) is the base of neighborhoods of infinity in Econsisting of the sets E\B(a; r), if E is an unbounded set.7.2 Limits and Continuity of Functions of Several Variables419In accordance with these definitions, one can, for example, give the followingspecific form of Definition 1 for the limit of a function when speaking of a functionf : E → Rn mapping a set E ⊂ Rm into Rn : lim f (x) = A := ∀ε > 0 ∃ŮE (a) ∀x ∈ ŮE (a) d f (x), A < ε .Ex→aThe same thing can be written another way:lim f (x) = A :=Ex→a= ∀ε > 0 ∃δ > 0 ∀x ∈ E 0 < d(x, a) < δ ⇒ d f (x), A < ε .Here it is understood that the distances d(x, a) and d(f (x), A) are measured in thespaces (Rm and Rn ) in which these points lie.Finally, lim f (x) = A := ∀ε > 0 ∃B(a; r) ∀x ∈ Rm \B(a; r) d f (x), A < ε .x→∞Let us also agree to say that, in the case of a mapping f : X → Rn , the phrase“f (x) → ∞ in the base B” means that for any ball B(A; r) ⊂ Rn there exists B ∈ Bof the base B such that f (B) ⊂ Rn \B(A; r).Example 1 Let x → π i (x) be the mapping π i : Rm → R assigning to each x =(x 1 , .

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
5,08 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6418
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее