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Jede konvergente Folge kann als Summe aus ihrem Grenzwert und einer Nullfolge dargestellt werden \(\mathop {\lim}\limits_{n \to \infty} \, \, {a_n} = 0\) Die Folge mit \({a_n} = \dfrac{1}{n}\) ist ein Beispiel für eine Nullfolge Konvergenz, Divergenz Eine Folge ⟨a n ⟩ nennt man konvergent mit dem Grenzwert g, wenn in jeder e -Umgebung von g fast alle Glieder der Folge liegen. Folgen die keinen Grenzwert haben, heißen divergent. \(\mathop {\lim}\limits_{n \to \infty} \, \, {a_n} = g\) Supremum und Infimum Supremum: Wenn die Folge nach oben beschränkt ist, dann heißt die kleinste obere Schranke ihr Supremum. Infimum: Wenn die Folge nach unten beschränkt ist, dann heißt die größte untere Schranke ihr Infimum. Supremum bzw. Infimum müssen selbst nicht zur Folge gehören; Maximum und Minimum Maximum: Das Maximum ist das größte Element der Folge. Satz von weierstraß von. Jedes Maximum ist ein Supremum. Minimum: Das Minimum ist das kleinste Element der Folge. Jedes Minimum ist ein Infimum. Maximum und Minimum müssen zur Folge gehören.
Supremum und Infimum müssen nicht zur Folge gehören, daher ist nicht jedes Supremum ein Maximum und es ist nicht jedes Infimum ein Minimum. Beispiel: \(\left[ {0, 1} \right]\) Infimum=0 Minimum=0 Maximum=1 Supremum=1 \(\left] {0, 1} \right[\) kein Minimum, weil \({\text{0}} \notin \left] {0, 1} \right[\) kein Maximum, weil \(1 \notin \left] {0, 1} \right[\) Beschränkte und unbeschränkte Folgen Beschränkte Folge Eine Zahlenfolge heißt beschränkt, wenn sie sowohl eine obere als auch eine untere Schranke besitzt. Jede konvergente Folge ist beschränkt. Eine beschränkte Folge muss nicht unbedingt konvergieren. Eine konvergierende Folge ist beschränkt. Satz von Bolzano-Weierstraß - Mathepedia. obere Schranke: Eine Zahlenfolge heißt nach oben beschränkt, wenn eine Zahl O existiert, sodass jedes Glied der Folge kleiner oder gleich O ist. untere Schranke: Eine Zahlenfolge heißt nach unten beschränkt, wenn eine Zahl U existiert, sodass jedes Glied der Folge größer oder gleich U ist. \(\forall n \in {{\Bbb N}^*}:{a_n} \leqslant M\) nach oben beschränkte Folge \(\forall n \in {{\Bbb N}^*}:{a_n} \geqslant m\) nach unten beschränkte Folge \(\forall n \in {{\Bbb N}^*}:m \leqslant {a_n} \geqslant M\) beschränkte Folge Unbeschränkte Folge Eine Zahlenfolge heißt nach oben und nach unten unbeschränkt, wenn sie \( - \infty \) und \( + \infty \) als Häufungswert hat.
Im Schritt von k zu k+1 enthält das Intervall unendlich viele Folgeglieder. Zuerst wird das Intervall halbiert in und mit dem Mittelpunkt. Es können nicht in beiden Teilintervallen nur endlich viele Folgeglieder liegen. Es kann also immer ein Teilintervall mit unendlich vielen Folgenglieder ausgewählt werden, diese Hälfte wird mit bezeichnet. Schließlich wird das nächste Glied der Teilfolge als das erste Element bestimmt, das in liegt und dessen Index größer ist als der des zuvor gewählten Elements,. Der Rekursionsschritt wird für alle durchgeführt. Satz von Weierstraß-Casorati – Wikipedia. Das betrachtete Intervall wird dabei immer kleiner,, die Länge konvergiert gegen Null, wie es von einer Intervallschachtelung verlangt wird. Nach der Konstruktion ist der gemeinsame Punkt aller Intervalle, auch schon der Grenzwert der Teilfolge,, und damit ein Häufungspunkt der vorgegebenen beschränkten Folge. Um den größten Häufungspunkt zu bestimmen, muss man, wann immer möglich, das obere Teilintervall wählen, für den kleinsten Häufungspunkt das untere Teilintervall.
(2) Die Funktion g:] 0, 1 [ →] 0, 1 [ mit f (x) = x hat den beschränkten Wertebereich] 0, 1 [, der kein Minimum und kein Maximum besitzt. Das Supremum des Wertebereichs ist 1, aber der Wert 1 wird nicht angenommen. Der Zwischenwertsatz und der Extremwertsatz lassen sich sehr ansprechend zu einem einzigen Satz zusammenfassen: Satz (Wertebereich stetiger Funktionen) Sei f: [ a, b] → ℝ stetig. Dann gibt es c ≤ d in ℝ mit Bild(f) = [ c, d]. Der Zwischenwertsatz sorgt dafür, dass das Bild von f ein Intervall ist, und der Extremwertsatz garantiert, dass die Randpunkte des Bildes angenommen werden und also das Bildintervall abgeschlossen ist. Beschränkte abgeschlossene Intervalle nannten wir auch kompakt (vgl. Satz von Lindemann-Weierstraß – Wikipedia. 2. 9). Damit kann man den Satz sehr griffig formulieren: Stetige Funktionen bilden kompakte Intervalle auf kompakte Intervalle ab. Allgemein gilt, dass stetige Funktionen Intervalle auf Intervalle abbilden. Das stetige Bild eines offenen Intervalls kann nun aber offen, abgeschlossen oder halboffen sein, wie die folgenden Beispiele zeigen.