Hva er forskjellen mellom mellomliggende teorem og ekstremt verdi teorem?

Hva er forskjellen mellom mellomliggende teorem og ekstremt verdi teorem?
Anonim

Svar:

Intermediate Value Theorem (IVT) sier funksjoner som er kontinuerlige i et intervall # A, b # ta på alle (mellomliggende) verdier mellom deres ekstremer. Extreme Value Theorem (EVT) sier funksjoner som er kontinuerlige på # A, b # oppnå sine ekstreme verdier (høy og lav).

Forklaring:

Her er en uttalelse av EVT: La # F # være kontinuerlig på # A, b #. Deretter finnes det tall # c, d i a, b # slik at #f (c) leq f (x) leq f (d) # for alle #x i a, b #. Angitt på en annen måte, "supremum" # M # og "infimum" # M # av serien # {f (x): x i a, b } # eksisterer (de er endelige) og det finnes tall # c, d i a, b # slik at #f (c) = m # og #f (d) = M #.

Legg merke til at funksjonen # F # må være kontinuerlig på # A, b # for konklusjonen å holde. For eksempel, hvis # F # er en funksjon slik #f (0) = 0,5 #, #f (x) = x # til #0<>, og #f (1) = 0,5 #, deretter # F # oppnår ingen maksimums- eller minimumsverdi på #0,1#. (Supremum og infimum av rekkevidden finnes (de er henholdsvis 1 og 0), men funksjonen oppnår aldri (aldri tilsvarer) disse verdiene.)

Merk også at intervallet må være stengt. Funksjonen #f (x) = x # oppnår ingen maksimums- eller minimumsverdi på det åpne intervallet #(0,1)#. (Nok en gang er supremum og infimum av rekkevidde (de er henholdsvis 1 og 0), men funksjonen oppnår aldri (aldri tilsvarer) disse verdiene.)

Funksjonen #f (x) = 1 / x # oppnår heller ikke en maksimums- eller minimumsverdi på det åpne intervallet #(0,1)#. Dessuten eksisterer ikke supremum av serien enda som et endelig nummer (det er "uendelig").

Her er en uttalelse av IVT: La # F # være kontinuerlig på # A, b # og antar #f (a)! = f (b) #. Hvis # V # er noen tall mellom #f (a) # og #f (b) #, så finnes det et tall #c i (a, b) # slik at #f (c) = v #. Videre, hvis # V # er et tall mellom supremum og infimum av området # {f (x): x i a, b} #, så finnes det et tall #c i a, b # slik at #f (c) = v #.

Hvis du tegner bilder av ulike diskontinuerlige funksjoner, er det ganske klart hvorfor # F # må være kontinuerlig for IVT å være sant.