最大下界
最大下界
在数学中,某个集合 "X" 的子集 "E" 的下确界( 或 --
,记为 inf "E" )是小于或等于的 "E" 所有其他元素的最大元素,其不一定在 "E" 内。所以还常用术语最大下界(简写为 glb 或 GLB)。在数学分析中,实数的下确界是非常重要的常见特殊情况。但这个定义,在更加抽象的序理论的任意偏序集合中,仍是有效的。
下确界是上确界概念的对偶。
实数集合的下确界.
在数学分析中,实数的子集 "S" 的下确界或最大下界记为 inf("S"),定义为小于等于在 "S" 中的所有数的最大实数。如果没有这样的数存在(因为 "S" 没有下界),则我们定义 inf("S") = −∞。如果 "S" 是空集,我们定义 inf("S") = ∞(参见扩展的实数轴)。
实数的一个重要性质是,任何实数集都有下确界(实数的任何有界非空子集都在非扩展的实数轴中有下确界)。
例子:
formula_1
formula_2
formula_3
formula_4
如果一个集合有最小元素,如同第一个例子,则这个最小元素就是这个集合的下确界。如后三个例子展示的,一个集合的下确界不一定属于这个集合。
下确界的概念和上确界在下列意义下是对偶的
formula_5,
这里 formula_6。
一般的说,为了证明 inf("S") ≥ "A",只需要证明对于所有 "S" 中的 "x" 有 "x" ≥ "A"。证明 inf("S") ≤ "A" ,则需:对于任何 ε > 0,都存在 "S" 中的一个元素 "x" 使得 "x" ≤ "A" + ε(当然,如果 "S" 有一个元素 "x" 使 "x" ≤ "A",命题立即成立)。
参见:下极限。
在偏序集合内的下确界.
下确界的定义容易推广到任何偏序集合的子集上,并在序理论中有重要意义。在序理论,特别是格理论中,最大下界也叫做交()。
形式的说,偏序集合("P",≤)的子集 "S" 的下确界是 "P" 的一个元素 "l" 使得
如果这样的元素存在,则其必然唯一,但是它不一定存在。因此已知特定下确界存在的序就特别有价值。详情请参见。