必在Q内有它的上(下)确界.)的 了例2.1.3 设 T=|x|xQ 并且x>0, x^2<2|?

反证法证明里面有个r,怎么求这个r体的那个值

假设存在一个上确界r使得T≤r。

由于x>0,所以xQ>0。因此,T=xQ。

又因为x^2<2,所以x<√2。

因此,T=xQ<√2Q。

由于Q是一个有理数集合,而√2是一个无理数,所以√2Q中不存在最大元素,即√2Q没有上确界。

因此,假设存在一个上确界r使得T≤r是错误的。

综上所述,T=|x|xQ在Q中没有上确界。

注:在证明中,我们使用了反证法。假设存在一个上确界r使得T≤r,然后通过推导得出与已知事实不符的结论,从而证明最初的假设是错误的。同时,我们也利用了√2是一个无理数的事实,否则无法证明√2Q中不存在最大元素。关于如何求r的值,根据反证法的证明过程,可以说明在Q中不存在一个上确界r,使得T≤r。因此,如果要找到一个数r,满足T≤r,则需要扩展数集Q,从有理数集合中扩展到实数集合中。

在实数集合中,可以证明存在一个上确界r,使得T≤r。具体来说,由于T=xQ,其中x>0,Q是有理数集合,因此xQ的取值范围是有理数的正实数倍。而实数集合中存在一个无理数√2,满足0<√2<1,因此√2Q的取值范围即为T的取值范围。由于√2Q中存在一个上确界,即√2,因此T在实数集合中存在上确界r=√2Q,满足T≤r。

因此,如果要找到一个数r,满足T≤r,则需要扩展数集Q到实数集合中,并取r=√2Q。因为我们在证明中使用了√2是一个无理数的事实,所以需要对这一点进行说明。
对于一个实数x,如果它可以表示成两个整数p和q的比值x=p/q(其中q≠0),则称x为一个有理数。否则,x称为一个无理数。
√2是一个无理数的事实可以通过反证法来证明。假设√2是一个有理数,则可以表示成√2=p/q(其中p和q互质,q不为0)。将两边平方得2=p^2/q^2,即p^2=2q^2。因此,p^2是偶数,所以p也是偶数,即p=2k(其中k为整数)。代入上式得到4k^2=2q^2,即2k^2=q^2。因此,q^2是偶数,所以q也是偶数,与p和q互质的条件矛盾。因此,假设不成立,√2是一个无理数。
因此,我们可以得出√2Q中不存在最大元素的结论,从而证明了T在Q中不存在上确界的事实。而为了求得T的上确界,我们需要扩展数集Q到实数集合中,并取r=√2Q作为T的上确界。在扩展数集Q到实数集合中后,我们可以得出T的上确界为r=√2Q。

具体来说,考虑到T=xQ,其中x>0,Q是有理数集合,我们需要将Q扩展到实数集合中。对于任意一个实数x,可以用有理数序列{xn}来逼近它。具体来说,对于任意一个正实数x,可以构造如下的有理数序列:

x1=1,如果x>1;
x1=1/x,如果x<1。

对于n≥2,令

xn=(xn-1+x/xn-1)/2

则序列{xn}收敛于√x。因此,对于T=xQ中的任意一个元素t,都可以用一个实数x来逼近它,即t≈xQ。因此,T在实数集合中的取值范围即为xQ的取值范围,即√xQ。

而√2Q中存在一个上确界,即√2,因此T在实数集合中的上确界即为r=√2Q。

因此,可以得出结论:在实数集合中,T=|x|xQ的上确界为r=√2Q。需要注意的是,虽然√2Q中不存在最大元素,但在实数集合中,T的上确界r=√2Q是存在的。这是因为,在实数集合中,存在一些数列可以趋近于√2Q的上确界。通过这些数列的极限,我们可以得到T在实数集合中的上确界。

在实际应用中,求解T的上确界并不一定需要扩展数集Q到实数集合中。如果只需要求解T在有理数集合中的上确界,可以使用数学方法或者计算机算法进行求解,如二分查找等。

总之,对于一个函数或者变量的上确界,需要根据具体的数学问题来选择合适的数学方法或者算法进行求解。在实际应用中,需要具体问题具体分析,选择最合适的解法。
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