Twierdzenie Darboux: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja nieprzejrzana][wersja nieprzejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
→‎Twierdzenie: c jest w przedziale (a, b), a nie w [a, b], bo f(a) * f(b) < 0 i f(c) = 0
→‎Dowód analityczny: Bardziej skrupulatny dowód, mniej przegadany dowód.
Linia 15:
Bez straty ogólności możemy założyć, że <math>f(a)<d<f(b)</math>.
Niech
: <math>cA=\sup\{x\in[a,b]\colon f(x)\leqslant d \}=f^{-1}[(-\infty,d]]\neq \varnothing</math>.
: <math>A^c=\{x\in[a,b]\colon f(x)> d \}=f^{-1}[(d,+\infty)]\neq \varnothing</math>
:: <math>c<bs=\sup A</math>,
: <math>B(x_0;r) = \{ x \in [a,b] : |x-x_0| < r \}</math>
Wykażemy, że
: <math>f(cs)= d</math>.
 
Wobec [[Funkcja_ciągła#Przestrzenie_metryczne_i_unormowane|ciągłości funkcji]], [[Kresy_dolny_i_górny#Zbiory_liczbowe|właściwości supremum]] oraz [[Zbiory_rozłączne|rozłączności]] zbiorów <math>A</math> i <math>A^c</math> będzie zachodzić:
* Gdyby <math>f(c)>d</math>, to dla pewnego przedziału <math>(c-\delta;c]</math> mielibyśmy <math>f(x)>d</math>, o ile <math>x\in (c-\delta;c]</math>, wbrew definicji punktu ''c''.
:<math>f(s)<d \Rightarrow \exists_{\delta > 0}\; B(s;\delta)\subset f^{-1}[B(f(s);d-f(s))] \subset A\Rightarrow \sup A \geqslant s+\delta\Rightarrow \sup A \neq s</math>
 
:<math>f(s)>d \Rightarrow \exists_{\delta > 0}\; B(s;\delta)\subset f^{-1}[B(f(s);f(s)-d)] \subset A^c \Rightarrow \sup A \leqslant s-\delta\Rightarrow \sup A \neq s</math>
: Wówczas także
Zatem [[Dowód_nie_wprost|poprzez sprzeczność]] dowodzi się,że nie jest możliwym aby <math>f(s)\neq d</math>.
:: <math>c<b</math>,
: gdyby bowiem <math>c=b</math>, to byłoby <math>f(c)=f(b)>d</math>.
 
* Gdyby <math>f(c)<d</math>, to dla pewnego przedziału <math>(c-\delta;c+\delta)\subset [a;b]</math><ref group=uwaga>wystarczy przyjąć <math>0<\delta<\min\{c-a,b-c\}</math>, </ref> zachodziłoby <math>f(x)<d</math>, o ile <math>x \in (c-\delta;c+\delta)</math>.
: W szczególności
:: <math>f(c+\delta/2)<d</math>,
: a to przeczy definicji liczby ''c''.
 
=== Dowód analityczny elementarny ===