教案一 实数完备性的等价命题

zty.gif (352 字节)实数完备性的等价命题(教材:第一章§3)

1 (一、问题提出) (本页)
2 (二、等价命题证明)

  一、问题提出

  确界存在定理(定理1.1)揭示了实数的连续性和实数的完备性. 与之等价的还有五大命题,这就是以下的定理1.2至定理1.6

  定理1.2 (单调有界定理) 任何单调有界数列必定收敛.

  定理1.3  (区间套定理) 设为一区间套:

  

  

则存在唯一一点

  定理1.4 (有限覆盖定理) 是闭区间的一个无限开覆盖,即中每一点都含于中至少一个开区间内.则在中必存在有限个开区间,它们构成的一个有限开覆盖.

  定理1.5 (聚点定理) 直线上的任一有界无限点集至少有一个聚点,即在的任意小邻域内都含有中无限多个点(本身可以属于,也可以不属于).

  定理1.6 (柯西准则) 数列收敛的充要条件是:,只要  恒有.(后者又称为柯西(Cauchy)条件,满足柯西条件的数列又称为柯西列,或基本列.)

  这些定理构成极限理论的基础.我们不仅要正确理解这六大定理的含义,更重要的还要学会怎样用它们去证明别的命题.下面通过证明它们之间的等价性,使大家熟悉使用这些理论工具.

  下图中有三种不同的箭头,其含义如下:

Image17-.gif (905 字节)

(1)(3)

基本要求类

(4)(7)

阅读参考类

(8)(10)

习题作业类

zp0120101.jpg (41522 字节)

  下面来完成(1)~(7)的证明.

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