المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تأثير الأسرة والوراثة في الأخلاق
2024-10-28
تأثير العشرة في التحليلات المنطقيّة
2024-10-28
دور الأخلّاء في الروايات الإسلاميّة
2024-10-28
ترجمة ابن عبد الرحيم
2024-10-28
ترجمة محمد بن لب الأمي
2024-10-28
من نثر لسان الدين
2024-10-28

الاقليم الارضي
15-6-2018
العيوب الفسيولوجية التي تظهر على الثوم
8-12-2020
Microbial spoilage of canned foods
13-3-2016
modification (n.)
2023-10-13
ابن وهبون
24-3-2016
محلي اصطناعي Artificial Sweetener
11-6-2017

Basic Properties of Functions on R1 -The Boundedness and Extreme-Value Theorems  
  
473   01:05 مساءاً   date: 23-11-2016
Author : Murray H. Protter
Book or Source : Basic Elements of Real Analysis
Page and Part : 56 -57

In this section we establish additional basic properties of continuous functions from R1 to R1. The Boundedness and Extreme-value theorems proved below are essential in the proofs of the basic theorems in differential calculus. The Boundedness theorem shows that a function that is continuous on a closed interval must have a bounded range. The Extreme value theorem adds additional precise information about such functions. It states that the supremum and the infimum of the values in the range are also in the range.

Theorem 1.1(Boundedness Theorem)

Suppose that the domain of f is the closed interval I {x:a ≤ x ≤ b}, and f is continuous on I. Then the range of f is bounded.

Proof

We shall assume that the range is unbounded and reach a contradiction. Suppose that for each positive integer n, there isan xn ∈ I such that |f(xn)| >n. The sequence {xn} is bounded, and by the Bolzano–Weierstrass theorem, there is a convergent subsequence y1,y2,...,yn,..., where yn = xkn , that converges to an element x0 ∈ I. Since f is continuous on I, we have f(yn) → f(x0) as n →∞. Choosing ε =1, we know that there is an N1 such that for n>N1, we have

|f(yn) − f(x0)| < 1                       whenever            n>N1.

For these n it follows that

|f(yn)| < |f(x0)|+ 1                        for all                   n>N1.

On the other hand,

|f(yn)|=|f(xkn ) >kn ≥ n                                  for all n.

Combining these results, we obtain

n< |f(x0)|+ 1 for all n>N1.

Clearly, we may choose n larger than |f(x0)|+ 1, which is a contradiction.

In Theorem 1.2, it is essential that the domain of f is closed. The function f : x → 1/(1 − x) is continuous on the half-open interval I ={x :0 ≤ x< 1}, but isnot bounded there.

Theorem 1.3 (Extreme-value theorem)

Suppose that f has for its domain the closed interval I ={x:a ≤ x ≤ b}, and that f is continuous on I. Then there are numbers x0 and x1 on I such that f(x0) ≤ f(x) ≤ f(x1) for all x ∈ I. That is, f takes on its maximum and minimum values on I.

Proof

Theorem 1.1 states that the range of f is a bounded set. Define            

                                      M= sup f(x) for x ∈ I,         m = inf f(x) for x ∈ I.

We shall show that there are numbers x0,x1 ∈ I such that f(x0) = m, f(x1) =M. We prove the existence of x1, the proof for x0 being similar. Suppose that M is not in the range of f ; we shall reach a contradiction .The function F with domain I defined by

Is continuous on I and therefore (by Theorem 1.2) has a bounded range. Define Ḿsup F(x) for x ∈ I. Then Ḿ> 0 and

This last inequality contradicts the statement that M = sup f(x) for x ∈ I, and hence M must be in the range of f . There is an x1 ∈ I such that f(x1) =M.

The conclusion of Theorem 1.2 is false if the interval I is not closed. The function f : x → x2 is continuous on the half-open interval I ={x : 0 ≤ x< 1} but does not achieve a maximum value there. Note that f is also continuous on the closed interval I1 ={x :0 ≤ x ≤ 1}, and its maximum on this interval occurs at x = 1; Theorem 1.2. applies in this situation.


Basic Elements of Real Analysis, Murray H. Protter, Springer, 1998 .Page(56 -57)

 

 

 




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.