保號性

保號性

保號性是指滿足一定條件(例如極限存在或連續)的函式在局部範圍內函式值的符號保持恆正或恆負的性質。

基本信息

介紹

保號性 保號性
保號性 保號性
保號性 保號性
保號性 保號性

函式 在一定點集 上有定義,且函式值恆正(或恆負),則稱函式 在一定點集 上具有保號性。

有界區域

函式有非零極限點去心鄰域內的局部保號性

保號性 保號性
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定理 若函式 在 點的某個去心鄰域內 有定義,且 ,

保號性 保號性
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(1)若 (或 ),則存在某個去心鄰域 ,對該去心鄰域內一切 恆有 (或 )。

保號性 保號性
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(2)存在某個去心鄰域 ,對該去心鄰域內一切 恆有 (或 )。則 (或 )

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證明(1)由於 ,根據極限定義,

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對於取定正數 ,總存在 ,當 時,有 ,

保號性 保號性
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即 ,該去心鄰域內一切 恆有 。

(2)(1)的逆否命題,用反證法可得證明。

函式連續點鄰域內的局部保號性

保號性 保號性
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若函式 在 點的某個去心鄰域內 有定義, 在 點連續,且 (或 ),則存在某個(實心)鄰域 ,對該去心鄰域內一切 恆有 (或 )。

保號性 保號性
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證明 不妨設 ,根據連續定義,有 ,根據極限的局部保號性,知存在某個去心鄰域 ,對該去心鄰域內一切 恆有 。

保號性 保號性
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由於該鄰域中心 點已有 ,該去心鄰域對應的實心鄰域內一切 恆有 。

無窮遠處

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若函式 在( )上有定義, 【或 】,則必存在 ,當 時, 。

保號性 保號性

結論1的證明對於 的情況 ,根據極限定義,

保號性 保號性
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對於取定正數 ,總存在 ,當 時,有 ,即 。

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對於 的情況,根據極限定義,對於任意取定的正數 ,必存在 ,當 時, 。

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對於 ,以及 【或 】的情況,都成立類似結論:

局部保序性

保號性 保號性
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局部保序性是函式極限的重要性質之一,它是局部保號性的一個推廣。以下只就 的情況作敘述, 時的情況完全類似,不再贅述。

保號性 保號性
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定理 設 , ,若 ,則存在 點的某個去心鄰域,在此鄰域內恆有 。

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設 , ,若存在 點的某個去心鄰域,在此鄰域內恆有 。則 。

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這個定理可以直接證明,也可以作了輔助函式 後利用局部保號性來證明。

數列的保號性

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若 ,

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(1)若 ,那么存在正整數 ,當 時,有 。【 :若 也有類似結論】

保號性 保號性
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(2)若存在正整數 ,當 時,有 ,則 。

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