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发表于 2010-9-17 04:43
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[讨论]变量,函数,连续
[这个贴子最后由elimqiu在 2010/09/18 04:21pm 第 2 次编辑]
理论需要生活来润色:
我们来看看一楼的介值定理跟请客吃饭的关系:方桌必能在基本平坦的地面的某处四脚着地
任意将桌子摆在地上,记桌脚底顶点依次为A,B,C,D,
设 A,C (对角点)离地距离之和为S, 而B,D离地距离之和为T
注意恒有3个顶点着地,从而S与T至少有其一为0。我们希望它们都为0。
差 S -T 是桌子‘置放方式’的连续函数。现在已经相当接近问题的解答了。令 f(m) = S - T, 其中m是桌子置放参数,可以是多维的,例如一个指定的桌腿顶点的坐标加它与对角的桌腿顶点所成的线跟正东方向的夹角等等。
由楼上的定义,易见函数 f关于上述参数的是连续的。
如果在初始状态就有 S = T = 0, 那么桌子已经四脚着地,没有什么要证明的了。
不妨设在初始状态有 S > 0, T = 0 即A,C 有且仅有其一离地,其它三脚着地,
我们将桌子转动90度,让它与初始状态‘重合’,即有A到原来B的位置,B到原来C的位置,..
那么在‘新的状态’下新的T就会是原来的S,新的的S就会是原来的T,于是f 就从正值变到负值。
由连续函数的介值定理,f必在上述转动的中间某处取值为0。此时桌子的四腿便同时着地了。
对介值定理的这种‘用法’你以为如何?
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闭区间上的连续函数的有界性似乎不是什么有趣的事情。但是它却是以下比较有趣的定理的基础:
定理: 若 f 是 [a, b] 上的连续函数, 那么 f 在 [a,b] 上可达到其最大最小值。
没有例外,这条定理也依赖于实数的连续性。 |
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