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半連續(xù)性
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數(shù)學(xué)分析中,半連續(xù)性是實(shí)值函數(shù)的一種性質(zhì),分成上半連續(xù)與下半連續(xù),半連續(xù)性較連續(xù)性弱。

形式定義

設(shè) 為拓?fù)淇臻g,而 為實(shí)值函數(shù)。若對(duì)每個(gè) 都存在 的開(kāi)鄰域 使得,則稱 在 上半連續(xù)。該條件也可以用上極限等價(jià)地表述:

若 在 上的每一點(diǎn)都是上半連續(xù),則稱之為上半連續(xù)函數(shù)

下半連續(xù)性可以準(zhǔn)此定義:若對(duì)每個(gè) 都存在 的開(kāi)鄰域 使得則稱 在 下半連續(xù)。用下極限等價(jià)地表述為:

若 在 上的每一點(diǎn)都是下半連續(xù),則稱之為 下半連續(xù)函數(shù)

拓?fù)浠?賦予實(shí)數(shù)線 較粗的拓?fù)洌习脒B續(xù)函數(shù)可以詮釋為此拓?fù)湎碌倪B續(xù)函數(shù)。若取基為,則得到下半連續(xù)函數(shù)。

例子

考慮函數(shù)

此函數(shù)在 上半連續(xù),而非下半連續(xù)。

下整數(shù)函數(shù) 處處皆上半連續(xù)。同理,上整數(shù)函數(shù) 處處皆下半連續(xù)。

性質(zhì)

一個(gè)函數(shù)在一點(diǎn)連續(xù)的充要條件是它在該點(diǎn)既上半連續(xù)也下半連續(xù)。

若 在某一 點(diǎn)上半連續(xù),則 亦然;若兩者皆非負(fù),則 在該點(diǎn)也是上半連續(xù)。若 在一點(diǎn)上半連續(xù),則 在該點(diǎn)下半連續(xù),反之亦然。

若為緊集(例如閉區(qū)間),則其上的上半連續(xù)函數(shù)必取到極大值,而下半連續(xù)函數(shù)必取到極小值。

設(shè) 為下半連續(xù)函數(shù)序列,而且對(duì)所有 有

則 是下半連續(xù)函數(shù)。

開(kāi)集的指示函數(shù)為下半連續(xù)函數(shù),閉集的指示函數(shù)為上半連續(xù)函數(shù)。

參考資料 >

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