Верхняя и нижняя границы - Upper and lower bounds

Множество с верхними границами и его точная верхняя граница

В математике, особенно в теория порядка, верхняя граница или мажорант[1] из подмножество S некоторых предварительно заказанный набор (K, ≤) является элементом K который больше или равно каждый элемент S.[2][3] Вдвойне, а нижняя граница или минорант из S определяется как элемент K который меньше или равен каждому элементу S. Множество с верхней (соответственно нижней) границей называется ограниченный сверху или мажоритарный[1] (соответственно ограниченный снизу или незначительный) по этой границе. Условия ограниченный сверху (ограниченный снизу) также используются в математической литературе для множеств, имеющих верхнюю (соответственно нижнюю) границы.[4]

Примеры

Например, 5 является нижней границей множества S = {5, 8, 42, 34, 13934} (как подмножество целые числа или из действительные числа и т. д.), как и 4. С другой стороны, 6 не является нижней границей для S поскольку он не меньше каждого элемента в S.

Набор S = {42} имеет 42 как верхняя и нижняя границы; все остальные числа являются либо верхней, либо нижней границей для этого S.

Каждое подмножество натуральные числа имеет нижнюю границу, поскольку натуральные числа имеют наименьший элемент (0 или 1, в зависимости от соглашения). Бесконечное подмножество натуральных чисел не может быть ограничено сверху. Бесконечное подмножество целые числа могут быть ограничены снизу или ограничены сверху, но не то и другое одновременно. Бесконечное подмножество рациональное число может быть ограничен или не ограничен снизу, а может быть ограничен или не ограничен сверху.

Каждое конечное подмножество непустого полностью заказанный набор имеет как верхнюю, так и нижнюю границы.

Границы функций

Определения можно обобщить на функции и даже до наборов функций.

Учитывая функцию ж с участием домен D и предварительно заказанный набор (K, ≤) так как codomain, элемент у из K является верхней границей ж если уж(Икс) для каждого Икс в D. Верхняя граница называется острый если равенство выполняется хотя бы для одного значения Икс. Это указывает на то, что ограничение является оптимальным и, следовательно, не может быть уменьшено без нарушения неравенства.[5]

Аналогично функция г определено в домене D и имея тот же кодомен (K, ≤) является верхней границей ж, если г(Икс) ≥ ж(Икс) для каждого Икс в D. Функция г далее называется верхней границей набора функций, если она является верхней границей каждый функция в этом наборе.

Понятие нижней границы для (наборов) функций определяется аналогично, заменой ≥ на ≤.

Тесные рамки

Верхняя граница называется жесткая верхняя граница, а наименьшая верхняя граница, или супремум, если не меньшее значение является верхней границей. Аналогично, нижняя граница называется жесткая нижняя граница, а наибольшая нижняя граница, или инфимум, если нет большего значения, это нижняя граница.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Шефер, Гельмут Х.; Вольф, Манфред П. (1999). Топологические векторные пространства. GTM. 8. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer New York Выходные данные Springer. п. 3. ISBN  978-1-4612-7155-0. OCLC  840278135.
  2. ^ Мак-Лейн, Сондерс; Биркофф, Гарретт (1991). Алгебра. Провиденс, Род-Айленд: Американское математическое общество. п.145. ISBN  0-8218-1646-2.
  3. ^ «Определение верхней границы (Иллюстрированный математический словарь)». www.mathsisfun.com. Получено 2019-12-03.
  4. ^ Вайсштейн, Эрик В. "Верхняя граница". mathworld.wolfram.com. Получено 2019-12-03.
  5. ^ «Окончательный словарь высшего математического жаргона - Sharp». Математическое хранилище. 2019-08-01. Получено 2019-12-03.