下界

更新时间:2022-08-25 13:48

存在一个实数a和一个实数集合B,使得对∀x∈B,都有x≥a,则称a为B的下界(lower bound)。相反,在数学中,特别是在秩序理论中,在某些部分有序集合(K,≤)的子集S里面,大于或等于S的每个元素的K的那个元素,叫做上界。而下界被定义为K的元素小于或等于S的每个元素。

简介

存在一个实数a和一个实数集合B,使得对∀x∈B,都有x≥a,则称a为B的下界(lower bound)。在数学中,特别是在秩序理论中,在某些部分有序集合(K,≤)的子集S里面,大于或等于S的每个元素的K的那个元素,叫做上界。下界被定义为K的元素小于或等于S的每个元素。

定义

考虑一个实数集合M。如果有一个实数S,使得M中任何数都大于S,那么就称S是M的一个下界。

用数学符号表示为:对∀x∈M,都有x≥s,则称s是M的下界(lowerbound)。

确界原理:若集合M有上界,则必有上确界;若集合M有下界,则必有下确界

上确界定义:设S是R中的一个数集,若数η∈S满足

(i)对∀x∈S,有η≥x,即η是S的上界;

(ii)对∀a<η,存在x0∈S,使得x0>a,即η是S的最小上界(least upper bound),则称η为数集S的上确界;

下确界定义:设S是R的一个数集,若数ξ∈S满足:

(i)对∀x∈S,有ξ≤x,即ξ是S的下界;

(ii)对∀β>ξ,∃x0∈S,使得x0<β,即ξ是S的最大下界(greatest lower bound),则称ξ为数集的S的下确界。

举例

例如,5是集合{5,8,42,34,13934}的下界。

另一个例子是对于集合{42},数字42既是上界和下界,所有其他实数都不是该集合的上限或下限。

所有自然数的每个子集都具有下界,因为自然数具有最小元素(0或1,取决于自然数的确切定义)。 自然数的无限子集不能从上面界定。 整数的无限子集可以从下方界定或从上方界定。有理数字的无限子集可能来自也可能不会从下方界定,也可能不限于上述。

非空的完全有序集的每个有限子集都有上界和下界。

函数下界

下界的定义可以推广到函数甚至是一组函数。

给定具有域D和部分有序集合(K,),对于D中的每个x,如果yf(x),K中的元素y则是函数f的下界。

在D域定义并且具有相同代码域(K,),对于D中的每个x,如果g(x)≥f(x)均成立,则函数g是f的下界。

如果函数g是该集合中每个函数的下界,则进一步称为函数集合的下界。

函数的上界概念类似地定义,只要用“”替换“”即可。

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