组合零点定理的简单证明

合集下载

零点的存在性定理

零点的存在性定理

06 参考文献
参考文献
01
[1] 张三. (2018). 零点存在性定理研究. 科学出版社.
02
[2] 李四, 王五. (2020). 数学分析中的零点存在性定理及其 应用. 高等教育出版社.
03
[3] 刘海涛. (2015). 实数完备性与零点存在性定理. 清华大 学出版社.
THANKS FOR WATCHING
扩展二
总结词
探索零点存在性定理在多维空间的应用
详细描述
零点存在性定理主要应用于一维实数线上。然而,这 个定理也可以推广到多维空间中。通过研究高维空间 中函数的零点存在性,可以揭示出更多有趣的数学现 象和性质。
扩展三
总结词
将零点存在性定理与其他数学定理结合
详细描述
零点存在性定理可以与其他重要的数学定理结合使用, 以解决更复杂的问题。例如,它可以与极限理论、积分 理论等结合,用于证明更广泛的数学命题。这种结合可 以促进数学不同分支之间的交叉融合,推动数学的发展 。
证明方法二
总结词
利用极限的存在性和函数值的符号变化证明。
详细描述
首先,我们需要证明函数在某一点的极限存在,并且函数值从正变为负或从负变为正。这样,我们可 以确定函数在这一点附近有零点。通过分析函数在区间两端的取值和变化趋势,我们可以找到这样的 点,从而证明零点的存在性。
证明方法三
总结词
利用导数和函数的单调性证明。
感谢您的观看
推论一
推论一
如果函数在区间两端取值异号,则函数在此区间内至少存在 一个零点。
证明
假设函数在区间$[a, b]$两端取值异号,即$f(a) cdot f(b) < 0$。 根据连续函数的性质,函数在区间$[a, b]$上必存在至少一个零 点,使得$f(c) = 0$,其中$c in (a, b)$。

验证自由组合定律的三种方法

验证自由组合定律的三种方法

验证自由组合定律的三种方法自由组合定律是概率论中的基本定理之一,它描述了在一组元素中选择若干个元素的不同组合方式的数量。

这个定理的重要性在于它能够用来解决各种实际问题,例如在抽奖、排列组合、统计等领域中。

在本文中,我们将探讨三种不同的方法来验证自由组合定律。

方法一:直接验证法自由组合定律可以表述为:在$n$个元素中,选择$k$个元素的不同组合方式的数量为$C_n^k$,其中$C_n^k=frac{n!}{k!(n-k)!}$。

我们可以采用数学归纳法来证明这个定理。

假设当$k=m(m<n)$时定理成立,那么当$k=m+1$时,我们需要证明:$$C_n^{m+1}=C_{n-1}^m+C_{n-1}^{m+1}$$我们可以将$n$个元素分成两组:第一组有$m+1$个元素,第二组有$n-m-1$个元素。

那么在这$n$个元素中选择$m+1$个元素的组合方式,可以分为两种情况:一种是包括第一组中的一个元素,另一种是不包括第一组中的任何元素。

对于第一种情况,我们需要从第一组中选择一个元素,从第二组中选择$m$个元素,共有$C_{m+1}^1C_{n-m-1}^m$种组合方式。

对于第二种情况,我们需要从第一组外的$n-1$个元素中选择$m+1$个元素,共有$C_{n-1}^{m+1}$种组合方式。

因此,总共有$C_{m+1}^1C_{n-m-1}^m+C_{n-1}^{m+1}$种组合方式,即$C_n^{m+1}$,因此定理成立。

方法二:组合意义法我们可以采用组合意义法来验证自由组合定律。

假设我们有$n$个不同的球,现在需要从中选择$k$个球,我们可以采用以下方法来计算不同组合方式的数量:1. 从$n$个球中选择第一个球,共有$n$种选择方式;2. 从剩下的$n-1$个球中选择第二个球,共有$n-1$种选择方式;3. 从剩下的$n-2$个球中选择第三个球,共有$n-2$种选择方式;4. 以此类推,从剩下的$n-k+1$个球中选择第$k$个球,共有$n-k+1$种选择方式。

零点定理证明过程

零点定理证明过程

零点定理(Brouwer fixed-point theorem)是拓扑学中的一个经典定理,也是拓扑学中的一个基本定理。

它的形式是:在n维欧几里得空间中的任何连续映射f(x)都至少有一个不动点,即f(x) = x。

下面是零点定理的证明过程:首先,假设存在一个n维欧几里得空间中的连续映射f(x)没有不动点,即对于所有x都有f(x) ≠x。

考虑将欧几里得空间划分为若干个n维的球形区域,每个球形区域的边缘与其他球形区域的边缘相交,且每个球形区域都包含在欧几里得空间中。

由于f(x) ≠x,因此对于每个x,都存在一个球形区域,使得f(x)不在该球形区域中。

我们可以将这个球形区域与f(x)的图像连通起来,得到一条从x到f(x)的曲线。

考虑所有这样的曲线的集合S,显然S中的每个曲线都起点在一个球形区域的边缘上,终点在另一个球形区域的边缘上,并且在球形区域内与f(x)的图像连通。

接下来,我们要证明S中至少存在一条曲线,使得它与f(x)的图像相交于某一点。

假设S中的所有曲线都与f(x)的图像没有交点,那么可以构造一个由S中所有曲线的终点所构成的球形区域A。

由于S中每条曲线的终点都在A的边缘上,因此A必定与n维欧几里得空间的其余部分不连通。

考虑f(x)在A中的图像f(A)。

由于对于任何x,f(x)都不在A中,因此f(A)与A也不连通。

但是,A是一个球形区域,它的边缘上的点是f(x)的不动点,因此f(A)与A在边缘上必须相交。

由于A与f(A)都是球形区域,它们的边缘是一个n-1维的球面,因此它们在边缘上的交点是一个n-2维球面。

但是这与f(A)与A不连通的假设矛盾,因此假设不成立,即f(x)必定存在不动点。

综上所述,零点定理得证。

连续函数的零点定理

连续函数的零点定理

连续函数的零点定理连续函数的零点定理是微积分中的一个重要定理,它在实际问题中有着广泛的应用。

本文将从连续函数的零点定理的定义、证明和应用三个方面进行阐述。

一、连续函数的零点定理的定义连续函数的零点定理是指对于一个连续函数f(x),如果存在一个区间[a, b],使得f(a)和f(b)异号,那么在这个区间内一定存在至少一个点c,使得f(c)=0。

这个定理表明了连续函数在某个区间内必然存在一个零点。

连续函数的零点定理的证明可以利用实数完备性原理进行推导。

首先假设f(a)>0,f(b)<0,那么根据实数完备性原理,存在一个实数集合A,使得f(x)>0的点全都在A的上方,f(x)<0的点全都在A的下方。

因为A是实数集合,所以它是有界的。

根据确界性原理,A 存在上确界c。

由于f(a)>0,所以a不可能是上确界,因此a<c。

同理,由于f(b)<0,所以b不可能是上确界,因此b>c。

综上所述,存在一个c,使得a<c<b。

由于f(x)在[a, b]上是连续函数,根据介值定理,必然存在一个x=c,使得f(c)=0。

同理,当f(a)<0,f(b)>0时,也可以得到同样的结论。

因此,连续函数的零点定理得证。

三、连续函数的零点定理的应用连续函数的零点定理在实际问题中有着广泛的应用。

以一元多项式函数为例,通过连续函数的零点定理可以判断多项式函数在某个区间内是否存在零点。

这在数学建模、物理实验数据处理等领域中有着重要的应用。

此外,连续函数的零点定理也可以用来求解方程的近似解。

通过将方程转化为函数的形式,再利用连续函数的零点定理可以得到方程的一个近似解。

这在数值计算和数学分析中有着广泛的应用。

总结起来,连续函数的零点定理是微积分中的一个重要定理,它通过实数完备性原理和介值定理给出了连续函数存在零点的条件和证明。

连续函数的零点定理在实际问题中有着广泛的应用,可以用来判断函数在某个区间内是否存在零点,并且可以用来求解方程的近似解。

连续函数介值定理和零点定理

连续函数介值定理和零点定理

连续函数介值定理和零点定理连续函数介值定理(Intermediate Value Theorem)又称为达布定理(Darboux's theorem),是微积分中的重要定理之一、它描述了一个连续函数在一个闭区间上取到它的每一个中间值的性质。

连续函数介值定理的数学表述如下:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且存在一个实数M,使得对于任意的实数y,都有f(a)≤y≤f(b)或f(a)≥y≥f(b),那么对于任意一个实数c,且f(a)≤c≤f(b)或f(a)≥c≥f(b),存在一个实数x∈[a,b],使得f(x)=c。

可以看出,连续函数介值定理在直观上说明了连续函数在一个闭区间上能够取到该区间上的每一个中间值。

这个定理的直接推论是,如果一个连续函数在一个闭区间上的两个端点的函数值异号,那么函数在这个区间上一定有一个零点。

零点定理(Zero-value theorem)是连续函数介值定理的一个特殊情况。

它描述了一个连续函数在一个闭区间上至少存在一个零点的性质。

零点定理的数学表述如下:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且f(a)和f(b)异号,那么必然存在一个实数x∈[a,b],使得f(x)=0。

从零点定理可以推断,如果一个连续函数在一个闭区间上的两个端点的函数值异号,那么函数在这个区间上一定至少有一个零点。

这是因为如果连续函数在一个闭区间上的两个端点的函数值异号,那么根据连续函数介值定理,它一定能够取到异号的中间值,也就必然存在一个零点。

连续函数介值定理和零点定理在数学分析和微积分中具有广泛的应用。

它们可以用来证明函数的性质,解决方程和不等式的存在性问题。

例如,可以利用这两个定理证明一些方程在一些区间上至少有一个实根,或者证明一些不等式在一些区间上成立。

此外,这两个定理还可以用于数值计算方法的分析与设计,解决实际问题中的数值逼近和优化问题。

总的来说,连续函数介值定理和零点定理是微积分中非常重要的定理,它们描述了连续函数在闭区间上取到每一个中间值和至少存在一个零点的性质。

希尔伯特零点定理证明

希尔伯特零点定理证明

希尔伯特零点定理证明希尔伯特零点定理是数学中的一个重要定理,它与数论和代数几何有关。

该定理由德国数学家大卫·希尔伯特于1888年提出,并在此后的一个世纪中得到了广泛的研究和应用。

希尔伯特零点定理的内容是:对于任意一个非零的代数方程组,只要方程组的系数是整数,那么一定存在至少一个整数解。

要理解这个定理,首先需要了解什么是代数方程组。

代数方程组是由一组方程组成的数学表达式,其中每个方程都包含了未知数和系数。

例如,下面这个方程组就是一个代数方程组的例子:x + 2y = 52x - 3y = 7在这个方程组中,x和y是未知数,而1、2、-3和5、7则是系数。

希尔伯特零点定理的意义在于,无论系数是什么,只要是整数,这个方程组就一定存在至少一个整数解。

为了证明希尔伯特零点定理,我们可以利用数论和代数几何的知识。

首先,我们知道整数是数论的研究对象,而代数方程组则属于代数几何的范畴。

希尔伯特零点定理将这两个领域结合在了一起。

在证明过程中,我们可以运用数论中的整除性质和代数几何中的曲线性质。

通过对方程组进行适当的变换和分析,可以得到一些性质和限制条件。

然后,我们可以利用这些性质和限制条件,来证明至少存在一个整数解。

具体的证明过程非常复杂,需要运用到许多高深的数学理论和技巧。

为了清晰地叙述证明过程,我们可以将其分为几个步骤:1. 首先,我们将代数方程组转化为一个几何问题。

例如,可以将方程组表示为一个曲线或者曲面,这样就可以利用代数几何的方法进行分析。

2. 接下来,我们对曲线或曲面进行进一步的分析,找出其中的一些特殊点或特性。

这些特殊点或特性可以为我们提供一些有用的信息,帮助我们找到整数解。

3. 在分析的过程中,我们可以运用到一些数论的知识,如质数分解定理、剩余定理等。

这些数论的工具可以帮助我们对方程组进行更深入的分析,从而找到整数解。

4. 最后,我们可以利用数论和代数几何的结合,将得到的结果推广到一般情况。

组合零点定理

组合零点定理

组合零点定理研究过数学的人,应该听说过“零点定理”吧!这可不简单呢?它就像一把神秘的钥匙,打开了无限广阔的大门。

只有你去探索、发现时,才会感到其中奥妙无穷……在课堂上老师给我们讲解了什么叫做“零点定理”,但那些字眼儿却令我难以捉摸:零点,对于我来说似乎很陌生;而且,还有许多专业术语更让我丈二和尚——摸不着头脑。

经过几天的思考与琢磨,终于弄懂了这句话里面包含的深刻意义。

原来所谓的“零点定理”指的是:两条直线相交成直角时,若直角边分别平行,则这两条直线互相垂直。

也就是说,如果两条直线a、 b 相交成直角,并且直角边分别平行,那么这两条直线a、 b互相垂直。

因为自己的好奇心,我便试图用手中的笔将这个定理记录下来。

然后再仔细地读了一遍题目,恍然大悟。

虽然已经搞清楚了这个问题,但仍觉得不够完美。

想起当初第一次接触这种新鲜事物时的情景,仿佛又回到了从前:一向沉稳冷静的爸爸突然变得兴奋异常,连声音都提高了八度;妈妈竟激动得热泪盈眶…看来,父母亲对此事真是十分关注啊!我们都知道,一般来说,一个三角形的内角之和等于180°。

如果一个三角形的内角是90°,那么它必定是一个钝角三角形或者是锐角三角形(即三个角均小于180°)。

但是,世界万物总是千变万化的,特殊的例子比比皆是。

比如,正六边形和圆形的内角和是360°,而五边形的内角和是540°,四边形的内角和是720°,七边形的内角和是900°……这样的例子举不胜举。

由此推断出:一个三角形的内角和不仅跟三角形的类型有关系,同时还跟它的底和高有密切联系。

假设一个三角形的底是a,高是h,那么它的内角和就是2a+h=180°。

根据这个结论,我们就能计算出任何一个三角形的内角和。

“零点定理”是一个重要的组合性质,它使我明白了一个浅显易懂的道理:事物总是普遍存在的,没有绝对的东西,凡事都具有双面性。

古今中外,诸如此类的事例俯拾皆是,概莫能外。

零点定理

零点定理

零点定理”是函数的一个定理,还有同名电影。

我们还可以利用闭区间套定理来证明零点定理。

【函数】设函数f(x)在闭区间[ab]上连续,且f(a)与 f(b)异号(即f(a)× f(b)<0),那么在开区间(ab)内至少有函数f(x)的一个零点,即至少有一点ξ(a<ξ<b)使f(ξ)=0。

证明:不妨设f(a)<0f(b)>0.令E={x|f(x)<0x∈[ab]}.由f(a)<0知E≠Φ且b为E的一个上界,于是根据确界存在原理,存在ξ=supE∈[ab].下证f(ξ)=0(注意到f(a)≠0f(b)≠0故此时必有ξ∈(ab).).事实上,(i)若f(ξ)<0则ξ∈[ab).由函数连续的局部保号性知存在δ>0对x1∈(ξξ+δ):f(x)<0→存在x1∈E:x1>supE这与supE为E的上界矛盾;(ii)若f(ξ)>0则ξ∈(ab].仍由函数连续的局部保号性知存在δ>0对x1∈(ξ-δξ):f(x)>0→存在x1为E的一个上界,且x1<ξ这又与supE为E的最小上界矛盾。

综合(i)(ii),即推得f(ξ)=0。

【电影剧情简介】电影基于一个未设定时间线的某个未知时空里,阐述了对于人生意义的追问。

男主Qohen Leth,一个将自己的人生意义限定在一个"电话"的"疯子"被曼科公司选中去参与一个"试图依靠计算去证明0=1(100%)的神秘计划",男主在纠结于那个代表"1"的神秘电话和代表"0"的现实工作之间的同时,还因为一个Bainsly的闯入,而接触到了另一个虚拟现实的世界,一切都是"0"的世界,三者开始冲突矛盾,开始怀疑迷失,电影的结尾男主再一次站在了虚拟的海滩边,那个虚拟的"0"似乎已经成为了真实的"1",什么是真实,什么是虚无,人生的意义在于何处?我们又会不会为了追寻那个意义而在事实上浪费了自己的整个人生?又或者,0和1本来就没有区别(电影中传达的所有试图证明0=1的努力最后都失败了)。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Your use of the JSTOR archive indicates your acceptance of the Terms & Conditions of Use, available at . /page/info/about/policies/terms.jsp
.
JSTOR is a not-for-profit service that helps scholars, researchers, and students discover, use, and build upon a wide range of content in a trusted digital archive. We use information technology and tools to increase productivity and facilitate new forms of scholarship. For more information about JSTOR, please contact support@.
The following theorem is due to Alon [1]. Theorem 1 (Combinatorial Nullstellensatz [1]). Let F be an arbitrary field, and let P (x1 , . . . , xn ) be a polynomial in F[x1 , . . . , xn ]. Suppose the degree deg( P ) of P is in=1 ki , where each ki is a nonnegative integer, and suppose the coefficient of k k kn in P is nonzero. Then for any subsets A1 , . . . , An of F satisfying | Ai | ≥ x11 x22 · · · xn ki + 1 for i = 1, 2, . . . , n, there are a1 ∈ A1 , . . . , an ∈ An so that P (a1 , . . . , an ) = 0.
ACKNOWLEDGMENT. The assistance of Ronald van Luijk is gratefully acknowledged. Mathematisch Instituut, Universiteit Leiden, Postbus 9512, 2300 RA Leiden, The Netherlands
x ∈F5
( X − x ).
ˆ 2 are polynomials of degree 6 with the same leading coefficient, one has Since h 2 and h actually v ∈ F5 . Comparing the leading coefficients and the values at r , one discovers ˆ , so that v is nonzero. h = ±h ˆ )/2 and G = (h + h ˆ )/2. Then one has deg F = 3 and F · G = Define F = (h − h (v/4) · x ∈F5 ( X − x ), and consequently deg G = 2 and ( F , G ) ∈ S . Since one also has F + G = h , it remains to verify F = f and G = g . The zeroes of F are those ˆ (x ), so they coincide with the elements of Y . In particular, x ∈ F5 for which h (x ) = h Y has size 3, consisting of r and two elements adding up to 2r . Since the leading coefficient of F equals the leading coefficient s of h , one concludes F = f . Similarly, the ˆ (x ), which are the elements of Z . zeroes of G are those x ∈ F5 for which h (x ) = −h Comparing coefficients of X 2 in F + G = h , one finds that the leading coefficient of G equals the element t computed by the algorithm, so that G = g . This completes the proof. The argument given provides an independent proof of the surjectivity of the map S → T and, combined with the injectivity proof, of the equality #T = # S = 160.
using the usual long division algorithm for polynomials. Formally equation (∗) is an identity in the ring of polynomials in one variable x1 with coefficients in the ring F[x2 , . . . , xn ]. Since the degree of R in the variable x1 is strictly less than deg(x1 − a ), the polynomial R does not contain x1 at all. By the assumption on P it follows that k −1 k kn Q must have a nonvanishing monomial of the form x1 1 x2 2 · · · xn and deg( Q ) = n k − 1 = deg ( P ) − 1. i =1 i Take any x ∈ {a } × A2 × · · · × An and substitute into the equation (*). Since P (x ) = 0 it follows that R (x ) = 0, too. But R does not contain x1 , so R vanishes also on ( A1 − {a }) × A2 × · · · × An . Now substitute any x ∈ ( A1 − {a }) × A2 × · · · × An into (*). Since x1 − a is nonzero, it follows that Q (x ) = 0. So Q vanishes on ( A1 − {a }) × A2 × · · · × An , which contradicts the inductive assumption. The theorem is also true when F is any integral domain. If we omit the integrality assumption and take any commutative ring with unity as F, then the proof works if for any two elements a , b ∈ Ai (i = 1, . . . , n ), the difference a − b is not a zero divisor in F. Theorem 1 has many useful applications in combinatorics, graph theory, and additive number theory (see [1]). As an illustration we apply it in the proof of the Erd˝ osHeilbronn conjecture. It was first proved by da Silva and Hamidoune, and then by Alon, Nathanson, and Ruzsa in a more general setting. Theorem 2. Let p be a prime and let A and B be two nonempty subsets of Z p . Let C = {x ∈ Z p : x = a + b for some a ∈ A , b ∈ B , a = b}. Then |C | ≥ min( p , | A| + | B | − 3). Proof. Only the case p > 2 is interesting. If min( p , | A| + | B | − 3) = p , then for any g ∈ Z p the sets A and g − B have at least two different elements in common. Let a be one that is different from g /2. Then g = a + b for some b ∈ B different from a . This proves that g ∈ C , so C = Z p . Suppose now that | A| + | B | − 3 < p and the theorem does not hold. In that case there exists a set D such that C ⊆ D and | D | = | A| + | B | − 4. We define two polynomials: P (x , y ) =
相关文档
最新文档