區間
區間是高等數學課程中用得較多的一類數集.
設a和b都是實數,且a<b,數集{x|a<x<b}稱為開區間,記作(a,b)
即(a,b)={x|a<x<b}
a和b稱為開區間(a,b)的端點,其中a為左端點,b為右端點,且a∉(a,b),b∉(a,b)
數集{x|a≤x≤b}稱為閉區間,記作[a,b] 即[a,b]={x|a≤x≤b}
a和b也稱為閉區間[a,b]的端點,且a∈[a,b],b∈[a,b]
數集{x|a≤x<b}及{x|a<x≤b}稱為半開區間 分别記作[a,b)和(a,b]
以上這些區間都稱為有限區間,數b-a稱為這些區間的長度.從數軸上看,這些區間是長度為有限的線段.
對于這樣的集合:{x|x≥a},{x|x>a},{x|x≤b},{x|x<b},我們引進記号 ∞(讀作正無窮大)及-∞(讀作負無窮大),則可用類似于有限區間的記号來表示無限的半開區間或開區間
[a, ∞)={x|x≥a}
(a, ∞)={x|x>a}
(-∞,b]={x|x≤b}
(-∞,b)={x|x<b}.這些區間在數軸上表示長度無限的半直線
全體實數的集合R也記作(-∞, ∞),它也是無限的開區間.以後如果不需要辯明所讨論的區間是開區間還是閉區間,是有限區間還是無限區間,我們就簡單地稱其為區間,用 “I”代表各種類型的區間.
鄰域
設a與δ為兩個實數,且δ>0,數集{x||x-a|<δ}稱為點a的δ鄰域 記作U(a,δ)
即U(a,δ)={x||x-a|<δ},其中a稱作U(a,δ)的中心,δ稱作U(a,δ)的半徑
在數軸上,|x-a|表示點x與點a的距離
因此點a的δ鄰域U(a,δ)={x||x-a|<δ}在數軸上就表示與點a的距離小于δ的點x的全體
由于|x-a|<δ等價于-δ<x-a<δ,即a-δ<x<a δ
所以U(a,δ)={x|a-δ<x<a δ}
因此,U(a,δ)也就是開區間(a-δ,a δ)這個開區間以點a為中心,長度為2δ
有時用到的鄰域需要将鄰域中心去掉 點a的δ鄰域去掉中心a後,稱為點a的去心δ鄰域 記作
這裡,0<|x-a|就表示x≠a.為了方便,有時将開區間(a-δ,a)稱為a的左鄰域,而将開區間(a,a δ)稱為a的右鄰域.如果不強調半徑,以點a為中心的任何開區間稱為點a的鄰域,記作U(a)
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