§3.2  连续函数的性质

 

1. 定理1   定义在 上,在点连续,则使,(符号性质)。

定理2  在点连续,则

(1)      点连续

(2)       点连续

(3)       点连续

    推论  , ,又若

   连续是用极限定义的,本推论是极限四则运算定理的直接结果,证自明。

   定理3    点连续点连续,且 ,则点连续

    这是复合函数求极限定理的直接结果,因其证明方法具有典型性,这里我们还是给出其证明。

      , 连续,, 使得当 时,有.

对于,由连续,, 使得当时,有

。所以当时,有,即点连续

推论 ,值域包含于,则

2.  下面我们给出闭区间上连续函数的基本性质定理,这里我们给出证明,但目前不要求同

学们掌握,到第三册我们还会回到这个课题。

 

定理 ( Bolzano-Cauchy 第一定理,

,使得

一条不间断的绳子,两头夹住,一头正,一头负, 总有一点使得

证明:不妨设。用中点一分为二,得两区间。若,取即可。不然若,取;

,取,这保证

                          

再用中点一分为二,如上面方法选 如此下去,在某一步如有,取即可,否则我们得到一区间串,满足

1

2 ,当时;

3

区间套定理,存在,使得

再由3及连续函数性质,有

从而

定理Bolzano-Cauchy 第二定理 ,值介于

间,则,使得

   不妨设

,则由Bolzano-Cauchy第一定理,使,即

定理Weierstrass第一定理 ,则上有界

证明: 如若不然,上无界,N使得,对于序列,它有上下界波尔察诺定理告诉我们使得,由连续,及

                

矛盾。

定理Weierstrass第二定理 , 上达到上、下确界

  , 如果达不到则恒有

考虑函数,则因而有界,即

从而,这与是上确界矛盾,因此,使得

类似地可以证明达到下确界

 

3.  一致连续性

    定义  定义在区间上,, , 使得当, ,

时,有,则称一致连续

    一致连续比一般地连续要强:连续,,使得当时,有