Kakšna je razlika med teoremom srednje vrednosti in teoremom skrajne vrednosti?

Kakšna je razlika med teoremom srednje vrednosti in teoremom skrajne vrednosti?
Anonim

Odgovor:

Teorem o vmesni vrednosti (IVT) pravi funkcije, ki so kontinuirane v intervalu # a, b # prevzeti vse (vmesne) vrednosti med njihovimi skrajnostmi. Teorema ekstremne vrednosti (EVT) pravi funkcije, ki so neprekinjene # a, b # dosežejo svoje skrajne vrednosti (visoko in nizko).

Pojasnilo:

Tukaj je izjava EVT: Let # f # neprekinjeno # a, b #. Potem obstajajo številke # c, d v a, b # tako, da #f (c) leq f (x) leq f (d) # za vse #x v a, b #. Naveden drugi način, "supremum" # M # in "infimum" # m # območja {f (x): x v a, b t obstajajo (oni so končni) in obstajajo številke # c, d v a, b # tako, da #f (c) = m # in #f (d) = M #.

Upoštevajte, da je funkcija # f # mora biti neprekinjeno # a, b # za zaključek. Na primer, če # f # je taka funkcija #f (0) = 0,5 #, #f (x) = x # za #0<>, in #f (1) = 0,5 #, potem # f # ne dosega najvišje ali najmanjše vrednosti #0,1#. (Supremum in infimum območja obstajata (sta 1 oziroma 0), vendar funkcija nikoli ne doseže (nikoli enaka) teh vrednosti.)

Upoštevajte tudi, da mora biti interval zaprt. Funkcija #f (x) = x # ne dosega najvišje ali najmanjše vrednosti na odprtem intervalu #(0,1)#. (Ponovno obstajata supremum in infimum območja (sta 1 in 0), vendar funkcija nikoli ne doseže (nikoli ni enaka) teh vrednosti.)

Funkcija #f (x) = 1 / x # tudi ne dosega največje ali najmanjše vrednosti na odprtem intervalu #(0,1)#. Poleg tega supremum območja ne obstaja niti kot končno število (to je "neskončnost").

Tukaj je izjava IVT: Let # f # neprekinjeno # a, b # in domnevam #f (a)! = f (b) #. Če # v # je poljubno število med #f (a) # in #f (b) #, potem obstaja številka #c v (a, b) # tako, da #f (c) = v #. Poleg tega, če # v # je število med supremumom in infimumom območja # {f (x): x v a, b} #, potem obstaja številka #c v a, b # tako, da #f (c) = v #.

Če narišete slike različnih nezveznih funkcij, je jasno, zakaj # f # mora biti neprekinjen, da bo IVT resničen.