我认为证明有缺陷,看看谁能找出来。
=================================
利用有限覆盖定理证明闭区间上的连续函数一致连续。
已知:f(x)在闭区间[a,b]上有定义,且f(x)连续。求证:f(x)在闭区间[a,b]上一致连续。
证明:
∵f(x)在[a,b]上连续
上式中的δ
0(ε,x
0)表示δ是ε和x
0的函数,而
即意味着
。
固定ε,只让x
0在区间[a,b]上变化,则一般来说δ
0也要发生变化。当x
0取遍[a,b]上的所有实数时,[a,b]将被所有x
0的邻域
构成的集合S覆盖,或者说S是[a,b]的一个无限开覆盖。
由有限覆盖定理得S中有有限个开区间能覆盖住[a,b],不妨设这有限个开区间构成的集合为
。
令
(∵i为有限正整数,∴δ
i为有限个,在这有限个δ
i之中一定有最小值),这个δ不再与x
0有关,是因为无论对[a,b]上的哪个数x
i,当
时,总有
。下证对任意x'和x''∈[a,b],当|x'-x''|<δ时,总有|f(x')-f(x'')|<ε。
事实上,由连续的定义,
那么,当
时,有
显然,ε是任意正数,那么2ε也是任意正数,也相应地存在正数2δ。这就证明了f(x)在[a,b]上一致连续。