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第七章 实数的完备性§1关于实数集完备性的基本定理前面我们学习了:戴德金切割原理、确界原理、单调有界定理、致密性定理、柯西收敛准则,这些命题都是从不同方式反映实数集的一种特性,通常称为实数的完备性或实数的连续性公理。
本节再学习见个实数的完备性公理,即区间套定理、聚点定理、有限覆盖定理。
最后我们要证明这些命题都是等价的。
一、区间套定理]}定义1 设闭区间列具有如下性质: [{n n b a ,(i) []n n b a ,[]11,++⊃n n b a , ,2,1=n ; (ii) 0)(lim =-∞→n n n a b ,则称为闭区间套,或简称区间套。
[{n n b a ,]} 这里性质(¡)表明,构成区间套的闭区间列是前一个套着后一个,即各闭区间的端点满足如下不等式:.1221b b b a a a n n ≤≤≤≤≤≤≤≤ (1) 左端点{}n a 是单调递增的点列,右端点{}n b 是单调递减的点列。
定理1 (区间套定理) 若是一个区间套,则在实数系中存在唯一的一点[{n n b a ,]}ξ,使得ξ∈[]n n b a ,,,即,2,1=n ξ≤n a n b ≤, .,2,1 =n (2) 证 (由柯西收敛准则证明)设是一区间套.下面证明[{n n b a ,]}{}n a 是基本点列。
设,由区间套的条件(i)得m n >()()()()m n m n m m n n m m a a b a b a b a b a -=---≤---再由区间套的条件(ii ),易知{}n a 是基本点列。
按Cauchy 收敛准则,{}n a 有极限,记为ξ。
于是()lim lim ()lim n n n n n n n n b b a a a ξ→∞→∞→∞=-+==由{}n a 单调递增,{}n b 单调递减,易知ξ≤n a n b ≤,.,2,1 =n下面再证明满足(2)的ξ是唯一的。
CH07 功與動能Work-Kinetic Energy Theorem動能(kinetic energy )(K ):212K mv =單位:焦耳(joule ,J ) 22111/joule J kg m s ==⋅另外常用的能量單位為電子伏特(eV ) 191 1.610eV J −=×功(work )Work W is energy transferred to or from an object by means of a force acting on the object. Energy transferred to the object is positive work, and energy transferred from the object is negative work.所謂的功,是一種作用在物體上的力,能把能量從物體轉移出來,或是將能量轉移給物體。
能量轉移給物體作正功,能量從物體轉移出來做負功。
功與動能To calculate the work a force does on an object as the object moves through some displacement, we use only the force component along the object’s displacement. The force component perpendicular to the displacement does zero work.cos W Fd φ= W F d =⋅GG G (定力所做的功)A force does positive work when it has a vector component in the same direction as the displacement, and it does negative work when it has a vector component in the opposite direction. It does zero work when it has no such vector component.221122f i x mv mv F d =+ 2211/10.738J kg m s N m ft lb =⋅=⋅=⋅功能定理:f i K K K W Δ=−= f i K K W =+重力作功:cos g W mgd φ=上升的物體:0cos180g W mgd mgd ==−(圖a ) 落下的物體:0cos 0g W mgd mgd ==+(圖b )一自由落體從高度H 落下,其位能會轉換成動能。