高等工程数学 第一章习题解答与提示 1
第第第 一一一 章章章 习习习题题题解解解答答答与与与提提提示示示
1. 分别证明例1.1-例1.4定义的距离都满足距离的三个条件。
证明:例1.1定义的离散距离满足距离都的三个条件是显然的,在此略去;
例1.2中d
1
, d
∞
满足非负性、对称性由定义可以直接得到,由于绝对值满足三角
不等式,所以d
1
, d
∞
也满足三角不等式; 例1.2中d
2
满足非负性、对称性由定义
可以直接得到,取Minkowski不等式(见1.6节)中p = 2即可证明d
2
满足三角不
等式;
例1.3中d
p
满足非负性、对称性由定义可以直接得到,利用Minkowski不等式即
可证明d
p
满足三角不等式;
例1.4中d
∞
满足非负性、对称性由定义可以直接得到,利用上确界的定义以及
绝对值的三角不等式,容易得到d
∞
满足三角不等式。
2. 证明极限的性质1.1。
证明:利用距离的三角不等式得:
∥d(x
n
, y
n
) − d(x
0
, y
0
)∥≤∥d(x
n
, y
n
) − d(y
n
, x
0
)∥ + ∥d(y
n
, x
0
) − d(x
0
, y
0
)∥
≤ d(x
n
, x
0
)) + d(y
n
, y
0
)) −→ 0,
从而
lim
n→∞
d(x
n
, y
n
) = d(x
0
, y
0
).
若x
0
, y
0
∈ X都是点列{x
n
}的极限,则利用三角不等式得:
d(x
0
, y
0
) ≤ d(x
0
, x
n
) + d(x
n
, y
0
)
令n −→ ∞有d(x
n
, x
0
) −→ 0, d(x
n
, y
0
) −→ 0,因此 d(x
0
, y
0
) = 0即x
0
= y
0
。
3. 证明定理1.1。
证明:(1) =⇒ (2),由于T 是连续的,从而对∀ε > 0,存在δ > 0,当 d
X
(x, x
0
) <
δ时,有d
Y
(T x, T x
0
) < ε。 由于x
n
→ x
0
(n → ∞),对上述δ > 0存在自然
数N,当n > N时 d
X
(x
n
, x
0
) < δ,所以d
Y
(T x
n
, T x
0
) < ε,即T x
n
→ T x
0
(n →
∞)。 T x
n
→ T x
0
(n → ∞)。
(2) =⇒ (1),反证法。若T 在x
0
不连续,则存在ε
0
> 0,使对任意δ > 0,存
在x
δ
∈ X, 且d
X
(x
δ
, x
0
) < δ, 但d
Y
(T x
δ
, T x
0
) ≥ ε
0
,特别取δ =
1
n
, (n =