Теперь докажем, что  сходится.
Для этого заметим, что длина
 сходится.
Для этого заметим, что длина  отрезка
отрезка  равна
 равна  , откуда
, откуда
 при
при  . Это
значит, что последовательность вложенных отрезков
. Это
значит, что последовательность вложенных отрезков  стягивается
и все отрезки
 стягивается
и все отрезки  имеют единственную общую точку
 имеют единственную общую точку  . Именно это число
. Именно это число  и
будет пределом для
 и
будет пределом для  . Действительно, если
. Действительно, если  то
 то  . Но
так как
. Но
так как  при
при  , то
, то  и
и  , откуда
, откуда
 . И так как
. И так как  , то
, то  при
 при  , что и
требовалось доказать.
, что и
требовалось доказать.
Теорема: полином  равномерно
сходится к непрерывной функции F(x)
xÎ[0;1].
 равномерно
сходится к непрерывной функции F(x)
xÎ[0;1].
Вспомогательная лемма: имеют место соотношения 
Доказательство: рассмотрим  (1)  , продифференцируем по z
, продифференцируем по z  
  , умножим на z,
 , умножим на z,
 (2)
(2)  ,
продифференцируем по z
,
продифференцируем по z 
 ,
умножим на z,
,
умножим на z,  
  ,
,  (3)
(3)
 .  Пусть
.  Пусть  , где
, где  подст. в (1)
 подст. в (1)  ,
переносим
,
переносим  т.е.
т.е.  - это
(4). Подстав. во (2)
 - это
(4). Подстав. во (2)  - это (5).
Теперь подставим z в (3)
 - это (5).
Теперь подставим z в (3)  Прив.
к общ. зн.
Прив.
к общ. зн.  - это (6). (4) умножим на
- это (6). (4) умножим на  , (5) – на
, (5) – на  , а (6)
– на 1
, а (6)
– на 1  всё склад.
 всё склад.  .
Лемма доказана.
.
Лемма доказана.
Доказательство теоремы: рассм. разность  
 
 ;
;
 по (4) в лемме.
по (4) в лемме.  (по
1-ой теореме Вейерштрасса), по теореме Кантора
(по
1-ой теореме Вейерштрасса), по теореме Кантора
  ;
;
 , наша
, наша 

1) оценим 1-ую сумму:  , т.к.
, т.к.
 по (4) в лемме. 2) оценим 2-ую сумму:
 по (4) в лемме. 2) оценим 2-ую сумму: 
 , т.е. 2-ая сумма ограничена
, т.е. 2-ая сумма ограничена 
 , Пусть
, Пусть 

 .
Ч.т.д.
.
Ч.т.д.
Теорема: всякая непрерывная функция , заданная на компакте
, заданная на компакте  , равномерно непрерывна.
 , равномерно непрерывна.
Доказательство: надо доказать, что равномерна, непрерывна.
Докажем от противного  . Пусть
. Пусть  .
Выделяем
.
Выделяем  и из второй
 и из второй  (причем
номера
(причем
номера  совпадает с номером первой послед.).
Докажем, что
 совпадает с номером первой послед.).
Докажем, что  : рассм.
: рассм.  (по
нер-ву
(по
нер-ву  )
)  .
. 
Но если подставить  противоречие.
 противоречие.
Теорема: всякое сжимающее отображение полного метрического пространства М в себя имеет неподвижную точку, и притом только одну.
Доказательство: (методом послед. приближений)  (
( - произвольная точка) и
строится
- произвольная точка) и
строится 
 . Докажем
. Докажем  -
неподвижная точка:
-
неподвижная точка:  (т.к. сжат.)
(т.к. сжат.) т.е.
 т.е.  , где k- любой. Рассм.
, где k- любой. Рассм.  (т.е. добавили точку
(т.е. добавили точку  и воспользовались неравенством
 и воспользовались неравенством  )
)
 (воспольз.
оценкой)
(воспольз.
оценкой)  (получим оценку)
 (получим оценку)  ,
что
,
что  - последовательность фундаментальна, а т.к.
пр-во полное
- последовательность фундаментальна, а т.к.
пр-во полное  . Теперь док-ем, что x-неподвижная точка. Рассм. расст.
. Теперь док-ем, что x-неподвижная точка. Рассм. расст.  при
при
 ,
,  , точка
неподвижна. Докажем, что она единственна:
, точка
неподвижна. Докажем, что она единственна: 
 и
и 
 противоречие. Теорема доказана.
 противоречие. Теорема доказана.
Теорема: всякая МВП и ограниченная сверху, имеет конечный предел и всякая МУП и ограниченная снизу, имеет конечный предел.
Доказательство: рассм.  -
монотонно возр., Е огр. сверху
 -
монотонно возр., Е огр. сверху  по теореме о верхней
грани
по теореме о верхней
грани  ,
,  - и есть
предел
- и есть
предел  . 1)
. 1)  2)
 2)  что
что  ,
,  , т.к. посл. монот. растет
, т.к. посл. монот. растет 

Теорема Ролля:
Теорема: Пусть выполнены условия: 1) функция  имеет конечную производную на
 имеет конечную производную на  (открытый промежуток) 2)
 (открытый промежуток) 2)  - непрерывна на
 - непрерывна на  3)
 3)
 тогда
 тогда  внутренняя
точка
 внутренняя
точка  
 
Доказательство:
 - непрерывна на
- непрерывна на  (2)
(2) на этом
отрезке найдется точка
 на этом
отрезке найдется точка  , которой
, которой  имеет
 имеет
 , а также точка
, а также точка  ,
являющейся точкой
,
являющейся точкой  для
 для  . Если
. Если  , то
, то  постоянна
на отрезке
постоянна
на отрезке  и
 и  всюду
на
 всюду
на  . И та точка из них, для которой равенство
не имеет места, будет внутренней точкой отрезка
. И та точка из них, для которой равенство
не имеет места, будет внутренней точкой отрезка  и
одновременно точкой локального экстремума. Обозначив ее через
 и
одновременно точкой локального экстремума. Обозначив ее через  , имеем
, имеем  ,
поскольку в противном случае была бы точкой возрастания или точкой убывания
функции
,
поскольку в противном случае была бы точкой возрастания или точкой убывания
функции  .
.
Теорема Лагранжа
Теорема: (теорема о конечных приращениях):
Пусть функция  ,
,  , непрерывна на отрезке
, непрерывна на отрезке  , имеет  конечную производную на
, имеет  конечную производную на  . Тогда
. Тогда  внутренняя
точка с,
 внутренняя
точка с,  , что
, что  . Это
геометрический смысл -
. Это
геометрический смысл - 
Доказательство: Рассмотрим  ,
,  =>,
 =>,  -
непрерывна на отрезке
-
непрерывна на отрезке  , дифференцируема на
, дифференцируема на  и
 и  (=>
удовлетворяет условие теоремы Ролля) =>
(=>
удовлетворяет условие теоремы Ролля) =>  , что
, что  ,
, 


Теорема Коши:
Теорема: Пусть функция  и
 и  ,
,  непрерывны
на отрезке
 непрерывны
на отрезке  и имеют конечные производные  на
 и имеют конечные производные  на  , причем
, причем  либо >0,
либо <0, т.е.
 либо >0,
либо <0, т.е.  >0, либо
>0, либо  <0. Тогда
<0. Тогда  внутренняя
точка с,
 внутренняя
точка с,  , что
, что 
Доказательство: Рассмотрим функцию  ,
,
 , если подставим => удовлетворяет
теорему Ролля =>
, если подставим => удовлетворяет
теорему Ролля =>  c, что
c, что  .
.

Теорема: пусть  -
непрерывная функция. И выполнены условия: 1) функция
-
непрерывная функция. И выполнены условия: 1) функция  имеет
обратную
 имеет
обратную  . Обратная – единственная. 2) метрическое
пространство
. Обратная – единственная. 2) метрическое
пространство  является компактом. Тогда обратная функция
 является компактом. Тогда обратная функция
 непрерывна на
 непрерывна на  .
.
Доказательство:  - надо доказать, что
непрерывна
- надо доказать, что
непрерывна  1)
 1)  и
 и  
  ; 2) Надо док-ть
противное,
; 2) Надо док-ть
противное,  
   -
отрицание ; 3) пусть
 -
отрицание ; 3) пусть 
 ; 4)
; 4)  что
 что  -
неравенство*. Выделим сход. подпослед.
-
неравенство*. Выделим сход. подпослед.  т.к.
 т.к.  . Докажем, что
. Докажем, что  
  по непрерывности
по непрерывности  подставим
в неравенство*:
подставим
в неравенство*:  .В силу единственности предела
.В силу единственности предела  , а т.к. существует обратная единственная
функция
, а т.к. существует обратная единственная
функция  . Тогда
. Тогда  - мы доказали.
Но из неравенства*
 - мы доказали.
Но из неравенства*  - то эти 2 соотнош. против.
- то эти 2 соотнош. против.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.