在有界閉區域上連續的多元函式一定有最大值和最小值是否正確?

時間 2021-05-30 00:12:05

1樓:

Rn在給定歐氏空間拓撲時(數學分析的情形),正確。因為Rn裡有界閉集為緊集,緊集被連續函式對映到R的緊集中,所以有最值。

一般而言,給定其他的拓撲,如果有界閉區域在其中不是緊集,則不成立。

2樓:

不正確。比如給 離散度量(定義任意兩不同點間的距離為1,相同點距離為0),那麼 是個有界閉區域, 連續,沒有最大值。

這可能不是你想看到的,你想要的「多元函式」每個變數應該在正常的實數直線上。然而這種情況也有反例。考慮 。

給每個變數的 正常的拓撲,給 一致拓撲,也就是說 和 的距離等於 。下面設 。 是有界的,因為 裡任意的元素和0的距離都不超過1。

是閉集,因為一致收斂性保持極限不變。下面令 定義為 ,那麼 連續,因為如果 那麼 。 的上確界明顯是1,但這個值取不到,所以 沒有最大值。

即使我們再要求一定要在歐氏度量中,還是有反例。比如設 ,那麼 明顯是有界閉集。令 定義為 ,那麼這函式連續,上確界是1,但也取不到。

可能你想看到的多元函式除了滿足這些條件,變數的數量還要是有限個。在 中,有界閉集就是緊集,連續函式 把緊集 對映到緊集,所以 在 中有界。設 ,那麼可以找乙個序列 使得 M-1/n" eeimg="1"/>。

因為 是緊集,可以找乙個收斂子串行 ,就有 。類似可證明 也有最小值。所以在這種特殊情況命題正確。

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