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设E是一个由实数组成的集合。

如果说存在一个实数A,使得E中任意一个元素都大于等于它,那么称A是E的一个下界。

如果说存在一个实数B,使得E中任意一个元素都小于等于它,那么称B是E的一个上界。

集合按元素个数分为两种情况,有限和无限。

若E中集合元素个数有限,E还是一个有界集合,那么E中既有最大的数也有最小的数。

若E中集合元素个数无限,E是一个有界集,那么E中既没有最大的数也没有最小的数。

上确界的定义如下

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简单分析一下上确界的定义:

首先上确界一定是一个上界,在上界的基础上进一步缩小,直到不是上界为止,这个临界点就是上确界,也就是说上确界是一个最小上界。

下确界的定义如下

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同理可得下确界是E的一个最大下界,只要这个下确界稍微一大点,就不是下界了。集合中就可以找到一个元素小于它。

由此引出一个十分重要的定理:确界原理,这是实数连续性的一种表现形式。

非空有上界的集合必有上确界,非空有下界的集合必有下确界。

证明第一个推断的思路:我们要知道上确界是处于集合E到它任意一个上界之间的一个数值。由此我们可以构造一个闭区间套,来锁定这个临界值,即锁定上确界。

闭区间套的每一个区间都应该包含E中的点,也就是上确界,但是我们此时还不能确定这个点就是上确界,最后一个区间的右边已经没有E中的元素了,由此我们可以确定唯一一个实数,下面就需要证明这个点就是上确界即可。

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