实数序列是什么意思(实数基本理论六个基本定理)
这个方法主要是由康托给出的。回想判断数列是否收敛的柯西准则,称一个满足柯西准则的数列为基本序列。从实数的有限或者无限小数的定义,不难验证:一个有理数可以用一个收敛的由有理数组成的数列的极限表示,比如这个数列的所有项都是这个有理数;一个无理数也可以用一个收敛的由有理数组成的数列的极限表示,比如对于a=√2,那么收敛到a的数列{an}的各项可以是
a1=1.4
a2=1.41
a3=1.414
......
因此,一个实数可以对应于一个基本序列。于是定义基本数列的极限点为实数。如果有两个基本序列,比如{an}和{bn},收敛于同一个极限点,那么,必有:当n→∞时an-bn→0,康托称其为等价类。这样,一个实数与一个有基本序列组成的等价类就一一对应了,定义是合理的。
下面我们证明√a•√b=√a•b,其中a和b为正实数。令{an}和{bn}分别为收敛到√a和√b的基本序列,容易验证{a2n}和{b2n}均为有理数列并且分别收敛到a和b,因为n→∞时a2n•b2n→a•b,因此{a2n•b2n}={(an•bn)2}是确定实数(a•b)的基本序列,即{(a•b)}是确定实数√a•b的基本序列,这就证明了命题。
通过上面的论述,我们还可以得到这样一个基本事实:实数集合R不仅对于四则运算是封闭的,而且对于极限运算也是封闭的。
用基本序列的方法对于论证问题是有利的,但是就计算法则而言是没有新意的,特别是基本序列的等级类是令人费解的,因为我们无法知道这个类里的元素是什么,也无法知道这个类里的元素有多少,更不知道是否所有的等价类中的元素都是一样多。为了把一件事情解释清楚,往往会带来更多的疑惑。
为了实数理论的完备,还有一个问题是需要解决的,就是实数与数轴上的点是否是一一对应的。只有解决了这个问题,我们才能安下心来研究基于实数的所有数学理论。在用小数来定义实数的时候我们已经知道,实数与数轴上的点是对应的,但要实现“一一对应”还需要证明实数的连续性,因为从直观上看,数轴是连续不断的,现在我们需要验证实数是否也是连续不断的。关于这个命题,用基本序列的方法来证明是困难的,因为基本序列在本质上仍然刻画的是独立的点。
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