• ベストアンサー

上限・下限

問題は次の上限・加減を求めなさい、というもので (1)A={1/n;n∈N}Nは自然数 (2)A=[0,1) (3)A={p∈Q;p<√2}Qは有理数 答えは (1)上限が1、下限が0 (2)上限が1、下限が0 (3)上限が√2、下限は存在しない このように解答すればいいのでしょうか?説明が必要ならどの程度書けばいいでしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • kabaokaba
  • ベストアンサー率51% (724/1416)
回答No.2

どこまで書けばいいのかは学習段階に依存します 時期的に考えても,質問者さんは 大学の理系の微積分の一年生で εδの初歩をやってるってとこでしょうから 最初は 馬鹿らしくても定義に従って泥臭く書く ことをお勧めします やってるうちに定義や論法が自然に理解できます (1)だけ. 上限: sup(A) = 1である なぜならば,任意のε>0にたいして 1∈ Aであるので, 任意のε>0に対して 1-ε< a ≦ 1 となるAの元aが存在する #「最大元が存在すればそれが上限である」 #という定理を習ってればそれを使ってもよいです 下限: inf(A)=0である 以下にそれを示す 任意のε>0にたいして 0< a < ε となるAの元aが存在することを 示せばよい εが有理数である場合, n,mを自然数とし ε=m/n と既約分数で表すことができる. このときは a = 1/n とすればよい εが無理数である場合 有理数の稠密性より,互いに素な自然数n,mを用いて 0<m/n<εとなる有理数m/nが存在する そこで a= 1/n とすればよい 有理数の稠密性は さすがに使ってよいでしょうし 習ってると思います.

その他の回答 (1)

回答No.1

sup,infの定義に従うことを確認するだけです 例えば (1)infA=0の証明  ∀n∈N,0<1/nはすぐ分るものとする(正/正は正より)  アルキメデスの原理より∀ε>0,∃n∈N,ε>1/nも成り立つ (3)のinfが存在しないことの証明は背理法を使いますが殆自明だと思います

関連するQ&A

  • 上限、下限について

    a1,……,an∈Nとするとき、順序集合(N,<)における{a1,…,an}の上限,下限はそれぞれ何になるか。 と言う問題で、答えは、上限がa1,…,anの最小公倍数、下限は最大公約数と分かっているのですが、いまいち理解できません。 なぜ最小公倍数が上限で、最大公約数が下限になるのですか? どなたか教えて下さい。

  • √(m+1)+√m

    nを自然数とすると、ある自然数mが存在して (2+√3)^n=√(m+1)+√m と書けるそうです。 ここで質問なのですが、 自然数mに対して、ある有理数p,qが存在して √(m+1)+√m=p+√q と書けるならば、ある有理数a,bと自然数nが存在して √(m+1)+√m=(a+√b)^n と書ける、ということは成り立ちますか?

  • 順序集合

    自然数の順序集合(N,|)について A={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}に対し,n|m⇔∃k[m=nk](nはmの約数)の順序関係のもとでAの最大元,最小元,極大元,極小元,上限,下限を求めよ(存在しない場合は「存在しない」と解答) 最大元:存在しない,最小元:1,極大元:6,7,8,9,10,極小元:1,上限:2520,下限:1・・・参考書をいろいろ読んで考えたのですが、最大元~下限の各語句の意味があまり理解できず答えに自信がないので、なぜそれが答えなのかと聞かれた場合きちんと説明ができません。どなたか詳しく説明してもらえないでしょうか

  • 漸化式と極限の問題

    p,qは正の有理数で、√qは無理数であるとする。自然数nに対し、有理数An,Bnを(p+q)n乗=An+Bn√qによって定める。 (1)(p-√q)n乗=An-Bn√qを示せ。 (2)An   ― ――→ √q を示せ。    Bn (n→∞) 出典:03大阪市大 この問題の解答を教えていただきたいです。 (1)は数学的帰納法を使えば解けるのは分かっているのですが、n=1がどう説明すれば成立を示せるのかが分からず、困っています。 よろしくお願いします。

  • 上界と下界、上限と下限

    上界と下界、上限と下限 数列の定義(解析演習 by 杉浦光夫さん)のpage4に上界と下界、上限と下限の説明があります。 [実数Rの部分集合Aにおいて、実数xですべてのAの元aに対してa<=xとなるものを上界]という説明は納得できました。 一方で上限の説明で [Aの上界に最小元が存在するときこれを上限という]という説明がよく理解できません。 Aの上界という部分では集合Aのうちの最大の値を持つ元がでてくると思うのですが、「最小元」を持ち出して「上限」と言っているのがよくわかりませんでした。 上限の具体的な例など教えていただけますでしょうか? また、Aの上界に最小元が存在しないとき、の例というのはどういうものでしょうか。

  • 上限と下限

    上限と下限に関する質問です。 以下の図のinfとsupを求めなさい。 (1)D={a,b,c,d,e}に対して、次のHasse図はD上の順序を定義する。 (2)A={1,2,3,4,6,9,12}上の整除順序によるHasse図 解: (1)infD=φ supD={d} (2)inf A={1} supA=φ となっています。 なぜ(1)のinfDと(2)のsupAはφになるのでしょうか。 どなたかわかる方がいらっしゃいましたらどうぞ よろしくお願いいたします。

  • Cauchyの判定法(数列の収束の条件)

    解析概論を読み始めたのですが、はやくもCauchyの判定法で躓きました。 Cauchyの条件 「任意のε>0に対応して番号n0が定まり、p>n0 , q>n0 のとき |A_p-A_q|<ε」 を仮定して数列{A_n}が収束することを証明する過程で、{A_n}が有界であることは 理解できましたが、次のステップが理解できません。 n番目の項から始まる列、A_n,A_(n+1),・・・の上限と下限をL_n , M_nとする。 仮定によりε>0にn0が対応して、p>n0 , q>n0 のときA_p-A_q<ε。よってn>n0とすれば 『上限の意味により任意のq≧nに対してL_n-A_q≦ε』←この部分がわからないんです!!! L_nは上限なのでA_p≦L_nなので、A_p-A_q≦L_n-A_q ですが、ここからなぜ 不等式L_n-A_q≦εが言えるのでしょうか? どなたかご教授願います。

  • Q.無理数全体の集合Pについて|P|>?0を証明せよ。

    Q.無理数全体の集合Pについて|P|>?0を証明せよ。 レポートを提出したのですが、上記の問いのみ、(1)(下記)を中心に説明不十分とコメントされていました。 レポートは合格したので再提出はないのですが、解答はもらえないため、気になります。 どなたか、修正および補足などをお願いします。 A. Nを自然数全体の集合、Zを整数全体の集合、Qを有理数全体の集合、Rを実数全体の集合とする。 |P|≠アレフゼロを背理法で証明する。 |P|=アレフゼロと仮定すると、アレフゼロからPへの全単射が存在する。 アレフゼロ=|N|だから、NからPへの全単射がある。 A={-n|n∈N}とすると、|A|=|N|=|Q|だから、 A→Qの全単射がある。 Z-{0}=A∪N (A∩N=(空集合)) R=P∪Q (P∩Q=(空集合))だから、|N|=|P|、|A|=|Q|だから、 |Z-{0}|=|R| になる。 |N|=|Z-{0}|であるから、アレフゼロ=|N|=|Z-{0}|=|R|となり、矛盾である。 よって、|P|≠アレフゼロとなる。 また、Pは有限集合であるから|P|<アレフゼロではない。 以上により、|P|>アレフゼロとなる。

  • 多変数関数の上限と下限

    次の F(x,y,z)=2x^2+2y^2+z^2+2xy-4xz-4yz という2次の3変数関数について、 F(x,y,z)/(x^2+y^2+z^2) ((x,y,z)≠(0,0,0)) -----------(1) の上限、下限を求めたいのですが、途中からわからなくなってしまい、投稿いたしました。 まず、 F(x,y,z)=(x y z)A(t(x y z)) というように、行列表示にしました。ただし、   |2 1 -2| A= |1 2 -2|   |-2 -2 1| です。ここで、Aは実対称行列であり、直行行列Pを用いて対角化しました。Aの固有値はλ=1,-1,5ですので、F(x,y,z)を標準化し、 G(u,v,w)=-u^2+v^2+5w^2 という形にしました。また、(1)式の分母も、u^2+v^2+w^2という形に変換できると思いますので、(1)式は G(u,v,w)/(u^2+v^2+w^2) ((u,v,w)≠(0,0,0)) -----------(2) という(2)の上限、下限を求めればよいとなると思います。 上記のとこまで変換できたのですが、肝心の上限下限をもとめることができません。どなたかご教授していただけないでしょうか?よろしくお願いします。

  • 任意の自然数m,nについてm^2+n^2=p^2+q^2を満たすような

    任意の自然数m,nについてm^2+n^2=p^2+q^2を満たすような正の有理数p,qは 以前の質問↓ http://okwave.jp/qa/q6158436.html の際に、a^2+b^2=c^2≠0を満たす整数a,b,cを用いて  p=(am+bn)/c, q=(an-bm)/c と表せることを教えていただきました。 これにより求められたp,qは一般には整数ではないですが  m=(ap-bq)/c, n=(bp+aq)/c が成り立ちます。 このことから思ったのですが、x,yが“キリの悪い有理数”のとき a,b,cを上手く選んでやれば  p=(ax-by)/c, q=(ax+by)/c により“よりキリの良い有理数”になると思います。 全てのx,yの組み合わせでは不可能かもしれませんが 可能な組み合わせだった場合、x,yが与えられたときに a,bをどのようにして選べば良いのでしょうか? ※ここで“キリの悪い有理数”とは、 有理数を互いに素な整数を用いた分数で表したときに 素因数が分母にたくさん含まれている数を指すこととします。 “よりキリの良い有理数”とは同様に分母に含まれる 素因数の種類が“キリの悪い有理数”より少ないものとします。