作者ERT312 (312)
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标题Re: [微积] 连锁律的证明
时间Thu Dec 12 08:20:30 2024
※ 引述《musicbox810 (结束是一种开始)》之铭言:
: 何不从定义开始呢?假设在x=a的邻域g(x)=g(a)
这种情况应该是x在a的某邻域(扣掉a)内有无限多点满足g(x)=g(a)
: lim [h(x)-h(a)]/(x-a) = lim [h(g(x))-h(g(a))]/(x-a) = lim 0/(x-a) = 0
: x->a x->a x->a
这种情况没办法直接推得h'(a)=0,除非条件有给h'(a)存在
不过连锁律没有给这个条件,所以还是得借助u(x)
: 而且g'(a)=0,f'(x)存在的情况下,f'(g(a))是什麽值不重要,只要是有限就好。
: lim [h(x)-h(a)]/(x-a) = 0改写成f'(g(x))*0一样满足f'(g(a)) * g'(a)的结果,
: x->0
: 所以可以直接沿用g(x)≠g(a)情况下的连锁律形式。
若当g(x)=g(a)时把u(x)定义成不等於f'(g(a))
则虽然claim1仍然成立,但claim2不成立
因此就不能直接套用极限的运算规则了
这时候可以把u(x)分成两种情况
(一):存在δ1>0 for all x s.t. 0<|x-a|<δ1 => g(x)≠g(a)
这种情况可以证明lim(x→a) u(x)=f'(g(a))≠u(a)
因此虽然u(x)在a点不连续,但不妨碍取极限
这个证明很简单,只要δ取得比δ1还小
可以保证x趋近a的过程不会踩到g(x)=g(a)的点
又由g在x=a的连续性,x→a可以改写为g(x)→g(a)
再加上f(x)在x=g(a)的可微性,可得出u(x)→f'(g(a)) as x→a
不过这种情况其实也可不借助u(x)得出chain rule
麻烦的是(一)以外的情况
(二):一以外的情况就是一的否定
For all ε>0 there exists an x s.t. 0<|x-a|<ε and g(x)=g(a)
这种情况a的任一邻域内都包含无限多点x使得g(x)=g(a)
此时可证明若g(x)在a可微,g'(a)必等於0
m大有兴趣可用反证法证看看
这时候由claim1取极限仍可得出chain rule
只不过不是用极限的四则运算
而是套用另一个定理
若 f(x)=g(x)*h(x) 且 g(x)有界 and h(x)→0 as x→a
则 f(x)→0 as x→a
然後这种情况没办法直接得出一开头说的h'(a)=0
所以我才说m大的写法有瑕疵
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1F:→ musicbox810 : 请问ERT大,f(x)在x=g(a)的可微性表示f'(g(a))存在 12/12 10:32
2F:→ musicbox810 : g(a)只是一个值,为什麽ERT又说h'(x)没保证存在?这 12/12 10:33
3F:→ musicbox810 : 不是相同的一件事情吗? 12/12 10:33
4F:→ musicbox810 : 我之前没有看懂ERT大的这一点,所以想再跟ERT大确认 12/12 10:38
5F:推 arrenwu : 因为 f'(g(a)) 指的是 f(x) 在 x = g(a) 时可微分 12/12 10:39
6F:→ arrenwu : 连锁律要证明的是 h(x) 在 x=a 可微分 12/12 10:39
7F:→ musicbox810 : h(x)=f(g(x)),我误把f'(g(a))看成h'(a)了..谢谢a大 12/12 10:42
8F:推 arrenwu : 其实这段写起来是满混乱的 因为合成函数大家使用的 12/12 10:45
9F:→ arrenwu : 时候通常满随兴的 12/12 10:45
10F:→ musicbox810 : ERT大出的练习我写看看,请ERT大帮我看看。 12/17 20:25
11F:→ musicbox810 : 假设g'(a)!=0,因为g(x)可导,g'(a)-ε<(g(x)-g(a)) 12/17 20:27
12F:→ musicbox810 : /(x-a)<g'(a)+ε,但是情况二表示在我刚刚写的可导 12/17 20:28
13F:→ musicbox810 : 区间0<|x-a|<δ内存在x=x'使得g(x')=g(a),所以会发 12/17 20:30
14F:→ musicbox810 : 生可导条件|0/(x-a) - g'(a)|<ε for all ε,但是 12/17 20:31
15F:→ musicbox810 : 若g'(a)!=0,就没办法满足for all ε>0,|g'(a)|<ε 12/17 20:32
16F:→ musicbox810 : 的条件 12/17 20:32
17F:→ musicbox810 : 请帮忙检查一下这个证明方式对不对?还想请教ERT大 12/17 20:33
18F:→ musicbox810 : 不可微的定义要怎麽写? 12/17 20:34
19F:→ musicbox810 : 存在一个正数ε,找不到任何正数δ使得0<|x-a|<δ内 12/17 20:35
20F:→ musicbox810 : 的所有x都满足|(g(x)-g(a))/(x-a)-某数|<ε吗?是这 12/17 20:36
21F:→ musicbox810 : 样吗?还是有更精简的论述?太复杂了 12/17 20:36
那个练习证明可以这样写
若f'(a)=L≠0,则
For all ε>0 there exists a δ>0 for all x s.t.
0<|x-a|<δ => |[f(x)-f(a)]/(x-a)-L|<ε
取 ε=|L/2| 且取f(x)=f(a)的x 易知上述不可能
上述的否定为
There exists an ε>0 for all δ>0 there exists an x s.t.
0<|x-a|<δ and |[f(x)-f(a)]/(x-a)-L|≧ε
("若P则Q"的否定是"P且非Q")
极限
lim (f(x)-f(a))/(x-a)=L 的正式定义是
x→a
For all ε>0 there exists a δ>0 for all x s.t.
0<|x-a|<δ => |[f(x)-f(a)]/(x-a)-L|<ε
上述的 for all x 通常会省略
但是否定叙述的 there exists an x 不能省略
其中 ε、δ、x都是哑变数
※ 编辑: ERT312 (111.255.199.140 台湾), 12/17/2024 23:07:41
可微的话上述的L也要变成哑变数
There exists a L for all ε>0 there exists a δ>0 for all x s.t.
0<|x-a|<δ => |[f(x)-f(a)]/(x-a)-L|<ε
不可微就是上述的否定,很长一串 XD
※ 编辑: ERT312 (111.255.199.140 台湾), 12/17/2024 23:19:49
※ 编辑: ERT312 (111.255.199.140 台湾), 12/17/2024 23:33:46
22F:推 musicbox810 : 谢谢ERT大,有稍微懂了一些 12/18 00:21
23F:→ ERT312 : 你的想法是对的 不过在证明 there exists ... 时 12/18 00:30
24F:→ ERT312 : 习惯上会把它找出来(写出来) 12/18 00:31