Теперь докажем, что сходится.
Для этого заметим, что длина
отрезка
равна
, откуда
при
. Это
значит, что последовательность вложенных отрезков
стягивается
и все отрезки
имеют единственную общую точку
. Именно это число
и
будет пределом для
. Действительно, если
то
. Но
так как
при
, то
и
, откуда
. И так как
, то
при
, что и
требовалось доказать.
Теорема: полином равномерно
сходится к непрерывной функции F(x)
xÎ[0;1].
Вспомогательная лемма: имеют место соотношения
Доказательство: рассмотрим (1) , продифференцируем по z
, умножим на z,
(2)
,
продифференцируем по z
,
умножим на z,
,
(3)
. Пусть
, где
подст. в (1)
,
переносим
т.е.
- это
(4). Подстав. во (2)
- это (5).
Теперь подставим z в (3)
Прив.
к общ. зн.
- это (6). (4) умножим на
, (5) – на
, а (6)
– на 1
всё склад.
.
Лемма доказана.
Доказательство теоремы: рассм. разность
;
по (4) в лемме.
(по
1-ой теореме Вейерштрасса), по теореме Кантора
;
, наша
1) оценим 1-ую сумму: , т.к.
по (4) в лемме. 2) оценим 2-ую сумму:
, т.е. 2-ая сумма ограничена
, Пусть
.
Ч.т.д.
Теорема: всякая непрерывная функция, заданная на компакте
, равномерно непрерывна.
Доказательство: надо доказать, что равномерна, непрерывна.
Докажем от противного . Пусть
.
Выделяем
и из второй
(причем
номера
совпадает с номером первой послед.).
Докажем, что
: рассм.
(по
нер-ву
)
.
Но если подставить 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
. Докажем
-
неподвижная точка:
(т.к. сжат.)
т.е.
, где k- любой. Рассм.
(т.е. добавили точку
и воспользовались неравенством
)
(воспольз.
оценкой)
(получим оценку)
,
что
- последовательность фундаментальна, а т.к.
пр-во полное
. Теперь док-ем, что x-неподвижная точка. Рассм. расст.
при
,
, точка
неподвижна. Докажем, что она единственна:
и
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
по теореме о верхней
грани
,
- и есть
предел
. 1)
2)
что
,
, т.к. посл. монот. растет
Теорема Ролля:
Теорема: Пусть выполнены условия: 1) функция имеет конечную производную на
(открытый промежуток) 2)
- непрерывна на
3)
тогда
внутренняя
точка
Доказательство:
- непрерывна на
(2)
на этом
отрезке найдется точка
, которой
имеет
, а также точка
,
являющейся точкой
для
. Если
, то
постоянна
на отрезке
и
всюду
на
. И та точка из них, для которой равенство
не имеет места, будет внутренней точкой отрезка
и
одновременно точкой локального экстремума. Обозначив ее через
, имеем
,
поскольку в противном случае была бы точкой возрастания или точкой убывания
функции
.
Теорема Лагранжа
Теорема: (теорема о конечных приращениях):
Пусть функция ,
, непрерывна на отрезке
, имеет конечную производную на
. Тогда
внутренняя
точка с,
, что
. Это
геометрический смысл -
Доказательство: Рассмотрим ,
=>,
-
непрерывна на отрезке
, дифференцируема на
и
(=>
удовлетворяет условие теоремы Ролля) =>
, что
,
Теорема Коши:
Теорема: Пусть функция и
,
непрерывны
на отрезке
и имеют конечные производные на
, причем
либо >0,
либо <0, т.е.
>0, либо
<0. Тогда
внутренняя
точка с,
, что
Доказательство: Рассмотрим функцию ,
, если подставим => удовлетворяет
теорему Ролля =>
c, что
.
Теорема: пусть -
непрерывная функция. И выполнены условия: 1) функция
имеет
обратную
. Обратная – единственная. 2) метрическое
пространство
является компактом. Тогда обратная функция
непрерывна на
.
Доказательство: - надо доказать, что
непрерывна
1)
и
; 2) Надо док-ть
противное,
-
отрицание ; 3) пусть
; 4)
что
-
неравенство*. Выделим сход. подпослед.
т.к.
. Докажем, что
по непрерывности
подставим
в неравенство*:
.В силу единственности предела
, а т.к. существует обратная единственная
функция
. Тогда
- мы доказали.
Но из неравенства*
- то эти 2 соотнош. против.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.