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复变函数魏尔斯特拉斯定理

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  • (1)引理的证明:我们来构造这个子列设有实数列,定义集合集合中的每个元素,都比其后的所有元素都大。

    如果X中有无限个元素,在其中取下标递增的一个数列,那么这个数列是的子列,并且单调递减,构造完毕。

    如果X中元素个数有限,那么如果设N为其中最大的下标,对任意的an,它之后至少会有一个元素大于它。

    于是取k0 = N + 1, 为第一个大于的元素的下标,为第一个大于的元素的下标,依此类推,就可以得到的一个子列,它是单调递增的,构造完毕。

    综上可得,有界的实数列必然包含单调的子列。

    (2)定理的证明:先考虑n = 1的情况。

    对于一个有界闭集中的实数列,取它的一个单调子列。

    不妨设这个子列单调递增,由于数列有上界,这个子列必然收敛。

    又因为集合是闭集,收敛的极限必然在集合中,于是我们找到了收敛的子列,因此集合是序列紧致的。

    对于,证明的思路是取多次子列。

    设为一个有界序列,则n个实数列都是有界数列。

    于是存在的子列使得收敛。

    但是仍是有界数列,因而存在子列使得也收敛(注意这里必然是收敛的)。

    在进行类似的n次操作后,我们就可以得到一个子列,使得都收敛,也就是说存在子列收敛。

    由于集合是闭集,收敛的极限必然在集合中,因此集合是序列紧致的,证毕。

    2023-10-23 23:34:43
  • 林德曼-魏尔斯特拉斯定理(Lindemann–Weierstrass theorem)是一个可以用于证明实数的超越性的定理。它表明,如果 α1,...,αn 是代数数,在有理数 ℚ 内是线性独立的,那么在 ℚ 内是代数独立的;也就是说,扩张域在 ℚ 内具有超越次数 n。

    一个等价的表述是:如果 α1,...,αn 是不同的代数数,那么指数 在代数数范围内是线性独立的。

    这个定理由林德曼和魏尔斯特拉斯命名。林德曼在1882年证明了对于任何非零的代数数α,eα都是超越数,因此推出了圆周率是超越数。魏尔斯特拉斯在1885年证明了一个更一般的结果。

    这个定理,以及格尔丰德-施奈德定理,可以推广为Schanuel猜想。

    2023-10-23 23:34:43
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