有界函數

有界函數

有界函數是設f(x)是區間E上的函數,若對於任意的x屬於E,存在常數m、M,使得m≤f(x)≤M,則稱f(x)是區間E上的有界函數。其中m稱為f(x)在區間E上的下界,M稱為f(x)在區間E上的上界。

有界函數並不一定是連續的。根據定義,ƒ在D上有上(下)界,則意味著值域ƒ(D)是一個有上(下)界的數集。根據確界原理,ƒ在定義域上有上(下)確界。一個特例是有界數列,其中X是所有自然數所組成的集合N。由ƒ (x)=sinx所定義的函數f:R→R是有界的。當x越來越接近-1或1時,函數的值就變得越來越大。

概念


等價定義

設ƒ(x)是區間E上的函數。若對於任意屬於E的x,存在常數,使得,則稱ƒ(X)是區間E上的有界函數。

例子

正弦函數 和餘弦函數為R上的有界函數,因為對於每個都有和

新的概念


下面介紹與有界函數概念相關的幾個概念。

相關概念

設函數f(x)是某一個實數集A上有定義,如果存在正數M 對於一切都有不等式的則稱函數f(x)在A上有界,如果不存在這樣定義的正數M則稱函數f(x)在A上無界 設f為定義在D上的函數,若存在數M(L),使得對每一個有:
則稱ƒ在D上有上(下)界的函數,M(L)稱為ƒ在D上的一個上(下)界。
根據定義,ƒ在D上有上(下)界,則意味著值域ƒ(D)是一個有上(下)界的數集。又若M(L)為ƒ在D上的上(下)界,則任何大於(小於)M(L)的數也是ƒ在D上的上(下)界。根據確界原理,ƒ在定義域上有上(下)確界。
一個特例是有界數列,其中X是所有自然數所組成的集合N。所以,一個數列() 是有界的,如果存在一個數,使得對於所有的自然數n,都有:。

例子

由所定義的函數f:是有界的。如果正弦函數是定義在所有複數的集合上,則不再是有界的。函數(x不等於-1或1)是無界的。當x越來越接近-1或1時,函數的值就變得越來越大。但是,如果把函數的定義域限制為.,則函數就是有界的。
函數是有界的。
任何一個連續函數 →R都是有界的。考慮這樣一個函數:當x是有理數時,函數的值是0,而當x是無理數時,函數的值是1。這個函數是有界的。有界函數並不一定是連續的。

性質


函數的有界性與其他函數性質之間的關係
函數的性質:有界性,單調性,周期性,連續性,可積性。

單調性

閉區間上的單調函數必有界。其逆命題不成立。

連續性

閉區間上的連續函數必有界。其逆命題不成立。

可積性

閉區間上的可積函數必有界。其逆命題不成立。

相對概念:無界函數


類似的我們可以定義無界函數: 設ƒ為定義在D上的函數,若對於任何M(無論M多大),都存在,使得。相關詳細定義請查看百度百科無界函數