Qual è la differenza tra il teorema del valore intermedio e il teorema del valore estremo?

Qual è la differenza tra il teorema del valore intermedio e il teorema del valore estremo?
Anonim

Risposta:

The Intermediate Value Theorem (IVT) dice funzioni che sono continue su un intervallo # A, b # assumere tutti i valori (intermedi) tra i loro estremi. The Extreme Value Theorem (EVT) dice che le funzioni sono continue # A, b # raggiungere i loro valori estremi (alto e basso).

Spiegazione:

Ecco una dichiarazione dell'EVT: Let # F # essere continuo # A, b #. Quindi esistono numeri # c, d in a, b # così #f (c) leq f (x) leq f (d) # per tutti #x in a, b #. Detto in un altro modo, il "supremum" # M # e "infimum" # M # della gamma # {f (x): x in a, b } # esistono (sono finiti) e esistono numeri # c, d in a, b # così #f (c) = m # e #f (d) = M #.

Si noti che la funzione # F # deve essere continuo # A, b # per la conclusione da tenere. Ad esempio, se # F # è una funzione tale #f (0) = 0.5 #, #f (x) = x # per #0<>, e #f (1) = 0.5 #, poi # F # non raggiunge il valore massimo o minimo #0,1#. (Il supremum e l'infimo dell'intervallo esistono (sono 1 e 0, rispettivamente), ma la funzione non raggiunge mai (mai uguale) questi valori).

Si noti inoltre che l'intervallo deve essere chiuso. La funzione #f (x) = x # non raggiunge il valore massimo o minimo nell'intervallo aperto #(0,1)#. (Ancora una volta, esistono il supremum e l'infimo dell'intervallo (sono rispettivamente 1 e 0), ma la funzione non raggiunge mai (mai uguale) questi valori).

La funzione #f (x) = 1 / x # inoltre non raggiunge un valore massimo o minimo nell'intervallo aperto #(0,1)#. Inoltre, il supremum della gamma non esiste nemmeno come numero finito (è "infinito").

Ecco una dichiarazione della IVT: Let # F # essere continuo # A, b # e supponiamo #f (a)! = f (b) #. Se # V # è qualsiasi numero tra #fa)# e #f (b) #, quindi esiste un numero # c in (a, b) # così #f (c) = V #. Inoltre, se # V # è un numero tra il supremum e l'estremo inferiore dell'intervallo # {f (x): x in a, b} #, quindi esiste un numero # c in a, b # così #f (c) = V #.

Se disegni immagini di varie funzioni discontinue, è abbastanza chiaro il perché # F # deve essere continuo affinché l'IVT sia vero.