必要性:
反证法,假设f(x)在X上没有上界或下界。则:存在某数a,当x->a时,f(a)->∞,则|f(a)|->+∞,则不存在一个A,使得任意的x∈X都有|f(x)|<A,这与函数f(x)在X上有界矛盾。所以,假设不成立,f(x)在X上即有上界又有下界。
解题过程如下:
设函数f(x)在数集X有定义
试证:函数f(x)在X上有界的充分必要条件是它在X上既有上界又有下界。
证明:
充分性:若f(x)上界 M 下界N
则:|f(x)|<=Max{M,N}
∴有界
判定函数有界性的方法:
设函数f(x)的定义域为D,f(x)在集合D上有定义。
如果存在数K1,使得 f(x)≤K1对任意x∈D都成立,则称函数f(x)在D上有上界。
反之,如果存在数字K2,使得 f(x)≥K2对任意x∈D都成立,则称函数f(x)在D上有下界,而K2称为函数f(x)在D上的一个下界。
如果存在正数M,使得 |f(x)|≤M 对任意x∈D都成立,则称函数在D上有界。如果这样的M不存在,就称函数f(x)在D上无界;等价于,无论对于任何正数M,总存在x1属于X,使得|f(x1)|>M,那么函数f(x)在X上无界。
此外,函数f(x)在X上有界的充分必要条件是它在X上既有上界也有下界。
举例:
一般来说,连续函数在闭区间具有有界性。
例如:y=x+6在[1,2]上有最小值7,最大值8,所以说它的函数值在7和8之间变化,是有界的,所以具有有界性。但正切函数在有意义区间,比如(-π/2,π/2)内则无界。