Documentation

Analysis.Section_6_4

Аналіз I, Розділ 6.4: Верхні/нижні границі послідовностей і граничні точки #

Я (прим. перекл. Терренс Тао) намагався зробити переклад якомога точнішим перефразуванням оригінального тексту. Коли є вибір між більш ідіоматичним підходом Lean та більш точним перекладом, я зазвичай обирав останній. Зокрема, будуть місця, де код Lean можна було б "підправити", щоб зробити його більш елегантним та ідіоматичним, але я свідомо уникав цього вибору.

Основні конструкції та результати цього розділу:

@[reducible, inline]
abbrev Real.Adherent (ε : ℝ) (a : Chapter6.Sequence) (x : ℝ) :
Equations
Instances For
    @[reducible, inline]
    Equations
    Instances For
      @[reducible, inline]
      Equations
      Instances For
        theorem Chapter6.Sequence.limit_point_def (a : Sequence) (x : ℝ) :
        a.LimitPoint x ↔ ∀ ε > 0, ∀ N ≥ a.m, ∃ n ≥ N, |a.seq n - x| ≤ ε
        @[reducible, inline]
        noncomputable abbrev Chapter6.Example_6_4_3 :
        Equations
        Instances For
          @[reducible, inline]
          noncomputable abbrev Chapter6.Example_6_4_4 :
          Equations
          Instances For

            Твердження 6.4.5 / Вправа 6.4.1

            @[reducible, inline]
            noncomputable abbrev Chapter6.Sequence.upperseq (a : Sequence) :

            Технічне зауваження, виявлене під час формалізації: верхні та нижні послідовності дійсної послідовності набувають значень у розширених дійсних числах (EReal), а не в дійсних, тому відповідні визначення потрібно скоригувати.

            Equations
            Instances For
              @[reducible, inline]
              noncomputable abbrev Chapter6.Sequence.limsup (a : Sequence) :
              Equations
              Instances For
                @[reducible, inline]
                noncomputable abbrev Chapter6.Sequence.lowerseq (a : Sequence) :
                Equations
                Instances For
                  @[reducible, inline]
                  noncomputable abbrev Chapter6.Sequence.liminf (a : Sequence) :
                  Equations
                  Instances For
                    @[reducible, inline]
                    noncomputable abbrev Chapter6.Example_6_4_7 :
                    Equations
                    Instances For
                      @[reducible, inline]
                      noncomputable abbrev Chapter6.Example_6_4_8 :
                      Equations
                      Instances For
                        @[reducible, inline]
                        noncomputable abbrev Chapter6.Example_6_4_9 :
                        Equations
                        Instances For
                          @[reducible, inline]
                          noncomputable abbrev Chapter6.Example_6_4_10 :
                          Equations
                          Instances For
                            theorem Chapter6.Sequence.gt_limsup_bounds {a : Sequence} {x : EReal} (h : x > a.limsup) :
                            ∃ N ≥ a.m, ∀ n ≥ N, ↑(a.seq n) < x

                            Твердження 6.4.12(a)

                            theorem Chapter6.Sequence.lt_liminf_bounds {a : Sequence} {y : EReal} (h : y < a.liminf) :
                            ∃ N ≥ a.m, ∀ n ≥ N, ↑(a.seq n) > y

                            Твердження 6.4.12(a)

                            theorem Chapter6.Sequence.lt_limsup_bounds {a : Sequence} {x : EReal} (h : x < a.limsup) {N : ℤ} (hN : N ≥ a.m) :
                            ∃ n ≥ N, ↑(a.seq n) > x

                            Твердження 6.4.12(b)

                            theorem Chapter6.Sequence.gt_liminf_bounds {a : Sequence} {x : EReal} (h : x > a.liminf) {N : ℤ} (hN : N ≥ a.m) :
                            ∃ n ≥ N, ↑(a.seq n) < x

                            Твердження 6.4.12(b)

                            Твердження 6.4.12(c) / Вправа 6.4.3

                            Твердження 6.4.12(c) / Вправа 6.4.3

                            Твердження 6.4.12(c) / Вправа 6.4.3

                            Твердження 6.4.12(d) / Вправа 6.4.3

                            theorem Chapter6.Sequence.limit_point_of_limsup {a : Sequence} {L_plus : ℝ} (h : a.limsup = ↑L_plus) :
                            a.LimitPoint L_plus

                            Твердження 6.4.12(e) / Вправа 6.4.3

                            theorem Chapter6.Sequence.limit_point_of_liminf {a : Sequence} {L_minus : ℝ} (h : a.liminf = ↑L_minus) :
                            a.LimitPoint L_minus

                            Твердження 6.4.12(e) / Вправа 6.4.3

                            Твердження 6.4.12(f) / Вправа 6.4.3

                            theorem Chapter6.Sequence.sup_mono {a b : Sequence} (hm : a.m = b.m) (hab : ∀ n ≥ a.m, a.seq n ≤ b.seq n) :
                            a.sup ≤ b.sup

                            Лема 6.4.13 (Принцип порівняння) / Вправа 6.4.4

                            theorem Chapter6.Sequence.inf_mono {a b : Sequence} (hm : a.m = b.m) (hab : ∀ n ≥ a.m, a.seq n ≤ b.seq n) :
                            a.inf ≤ b.inf

                            Лема 6.4.13 (Принцип порівняння) / Вправа 6.4.4

                            theorem Chapter6.Sequence.limsup_mono {a b : Sequence} (hm : a.m = b.m) (hab : ∀ n ≥ a.m, a.seq n ≤ b.seq n) :

                            Лема 6.4.13 (Принцип порівняння) / Вправа 6.4.4

                            theorem Chapter6.Sequence.liminf_mono {a b : Sequence} (hm : a.m = b.m) (hab : ∀ n ≥ a.m, a.seq n ≤ b.seq n) :

                            Лема 6.4.13 (Принцип порівняння) / Вправа 6.4.4

                            theorem Chapter6.Sequence.lim_of_between {a b c : Sequence} {L : ℝ} (hm : b.m = a.m ∧ c.m = a.m) (hab : ∀ n ≥ a.m, a.seq n ≤ b.seq n ∧ b.seq n ≤ c.seq n) (ha : a.TendsTo L) (hb : c.TendsTo L) :

                            Наслідок 6.4.14 (Теорема стискання) / Вправа 6.4.5

                            @[reducible, inline]
                            Equations
                            Instances For

                              Наслідок 6.4.17 (Ознака нуля для послідовностей) / Вправа 6.4.7

                              theorem Chapter6.Sequence.finite_limsup_liminf_of_bounded {a : Sequence} (hbound : a.IsBounded) :
                              (∃ (L_plus : ℝ), a.limsup = ↑L_plus) ∧ ∃ (L_minus : ℝ), a.liminf = ↑L_minus

                              Ця допоміжна лема, неявна в доказах у підручнику для Теорем 6.4.18 та 6.6.8, тут зроблена явною.

                              Теорема 6.4.18 (Повнота дійсних чисел)

                              theorem Chapter6.Sequence.sup_not_strict_mono :
                              ∃ (a : ℕ → ℝ) (b : ℕ → ℝ), (∀ (n : ℕ), a n < b n) ∧ ¬(↑a).sup < (↑b).sup

                              Вправа 6.4.6

                              @[reducible, inline]

                              Це визначення потрібне для вправ 6.4.8 і 6.4.9.

                              Equations
                              Instances For

                                Вправа 6.4.9

                                theorem Chapter6.Sequence.limit_points_of_limit_points {a b : Sequence} {c : ℝ} (hab : ∀ n ≥ b.m, a.LimitPoint (b.seq n)) (hbc : b.LimitPoint c) :

                                Вправа 6.4.10