微积分的基石:极限的概念

在微积分学科中,极限(Limit)通常是指在某个过程下,例如一个函数(或数列)在自变量(或指标)趋近于某个值(允许是无穷 )时,函数(或数列)的行为。它是理解导数、积分以及许多其他数学工具的基础。

极限描述的是函数 f(x) 在 x 趋近于某个值 a 时的行为。如果当 x 无限接近 a 时,f(x) 无限接近某个值 L,那么我们说 f(x) 在 x 趋近于 a 时的极限是 L,记作:

意味着对于任意小的正数 ϵ>0,都存在一个正数 δ>0,使得当0<∣xa∣<δ时,有f(x)−L∣<ϵ

简单来说,无论 ϵ 多小,只要 x 足够接近 a,f(x) 就会足够接近 L。

  • 唯一性如果极限存在,那么它是唯一的。
  • 局部有界性:如果存在,那么 f(x) 在 a 的某个邻域内是有界的。
  • 四则运算
  1. 加法
  2. 乘法
  3. 除法:如果 ,则
  • 导数的定义导数f′(a) 是函数 f(x) 在 x=a 处的极限
  • 积分的定义定积分是黎曼和的极限
  • 连续性函数 f(x) 在 x=a 处连续的条件是

如何证明复变函数论中的柯西-黎曼方程

在上一篇中介绍了复变函数的极限和连续性的定义,这一篇开始说它的导数。复变函数的导数定义和实函数一样,就是函数值的增量比上自变量的增量取极限,如果这个极限存在,那么函数在该点可导。而由于单变量复变函数是涉及到四维的一种函数,所以它有实函数所不具备的内容,那就是柯西-黎曼方程,它是单变量复变函数在某点可导的必然条件。和实函数不同,单变量复变函数是无法用图像表达的,而对于单变量实函数,用一个平面上的曲线就可以表达这个函数,所以复变函数会更抽象一些。它的自变量是二维的,函数值又是二维的,加起来就是四维。而我们生活在三维空间,所以很难用三维空间来表达四维的内容。现在我们所看到的复变函数图像是用了z轴和颜色两个维度来表达函数值,z轴表示函数值的模,颜色表示函数值的幅角。想要更直观地感受复变函数的读者,可以看看《复分析可视化方法》。

现在给出复变函数导数的定义。

像实函数那样,复变函数有一些微分的计算法则,它们很容易证明。

可以看到实函数的微分运算法则也适用于复变函数。接下来是最重要的部分:柯西-黎曼方程,它表明了在导数存在的情况下,对于实部和虚部的函数,一阶偏导数的关系。由于柯西-黎曼方程是导数存在的必要条件,所以可以用它来判断复变函数导数不存在。

证明:在前面讲复变函数极限的时候说道,极限存在说明自变量从任何方向趋近,极限都存在且相等,函数值的增量可写为△z=△x+i△y,现在让(△x,0)趋近(0,0),也就是让自变量从实轴趋近点z0。

注意,由于我们限定的趋近方向是让(△x,0)趋近(0,0),那么△z=△x,

同理,现在让(0,△y)趋近(0,0),也就是让自变量从虚轴趋近点z0,那么

有了可微的必要条件,可以去判断一个函数在某点不可微,我们还需要一个充分条件,这样就有了一个证明函数可微的工具。下面就是一个充分条件。

这个证明就涉及到二元实函数可微的充要条件,这也是为什么题设需要条件偏导数连续,因为二元实函数在某点可微的充要条件是偏导数在这点连续。有了这个重要的定理,就可以证明单变量复变函数的可微性了。下面一道思考题留给读者。

思考题:

这个函数很简单,自变量的共轭复数,证明导数不存在当然就是用定理1:柯西-黎曼方程,因为柯西-黎曼方程是导数存在的必要条件,那么柯西-黎曼方程不成立,导数也就不存在了。感兴趣的读者可留言分享你的解题过程。

科普黎曼函数构造(全篇)

科普黎曼函数构造

—— 黎曼偶间隔猜想关联证明与目的属性——

作者 李传学

在复平面,用“偶间隔”方□图构造来表达黎曼函数0点的“点线面”关系(注:参考关于实轴“偶间隔”0点文稿),是因为方□图构造符合黎曼函数s=-2n特征。

(一)黎曼函数的s=-2n“偶间隔”0点方□图构造特征。

1 、“偶间隔”的非偶数性。具有方□图的坐标度量性质,在复面用“偶间隔”方□图表示点间距离。方□图是组成方阵的单元。

2 、“偶间隔”的周期性。构造处在虚轴“-”负向位、周期s=(0,2,4,……)。正弦0点周期区间幅度重合则显示△状。正弦0点周期“偶间隔、奇数个”雷同两端都植树问题。

3 、“偶间隔”的任意性。偶间隔方□图度量大小选择,发生在四色对称方阵单元的扩大或压缩(细化),即黎曼函数偶间隔s=(0,2),平凡0点的△面分布架构。细化的极限,在于方□图边线端点间距离(包括斜对)趋向无穷小(由面趋点)。

4 、“偶间隔”的嵌套(递加区间□的△堆垒、幅度区间重合)性。例如,偶间隔2→(0,2)、4→(0,2,4)、6→(0、2、4、6)、……。嵌套的区间幅度重合,使△图越来越高,重合数外疏内密。 幅度区间重合在“偶间隔”嵌套中。

5 、“偶间隔”在数序间表现、极致偶数点(黎曼0点数量化)。

6、“偶间隔”相邻点间的等差、递增关系(含斜对点)。

7、“偶间隔”唯一性、无限性。

“偶间隔”构造的函数表达式,虽然在复轴的负向位置,然而在其他轴向同样成立,这就是“偶间隔”△构造的共阵。在复面实轴向位,“偶间隔”无穷小(偶间隔□→点)、点由离散→连续(平、非凡0点趋同,非凡0点简单化);在复面△腰边相邻(0,1)幅度区间,皆是两端各差1个度量偶间隔□的区间重合;复面布满二色相同对顶的点交叉重合数、与四色相异的对顶点的叠加重合数;实轴向正弦0点周期的“偶间隔、奇数个”0点适用黎曼函数的方阵△构造表达。

平凡0点在实轴、非平凡0点的实部在实轴。非平凡0点在平凡0点偶间隔线中。 这一认识符合黎曼函数定理:“黎曼函数在[0,1]开区间内的极限处处为0”,和推论:“黎曼函数在[0,1]开区间内的无理点处处连续(偶间隔□→点),有理点处处不连续”(正弦周期离散0点);(0,1)闭区间端点则始终是朗道0点所在。

黎曼函数“偶间隔”任意性,与四色猜想“任意地细分”一致。无限阶四色双轴对称方阵△,是黎曼函数在复面实轴上的幅度区间连续(□→点)表达的构造。复面实轴的平凡0点、非平凡0点的复面几何意义相同。因此,可以利用平凡0点研究仼意“偶间隔”非平凡0点分布。黎曼函数的复平面连续性,在于无限阶方阵的(0,1)幅度区间的复面几何向量模线的点交叉、“+”点叠加的重合(幅度区间嵌套)无限性。正弦0点“偶间隔”周期是平凡0点,反之则是在复面非平凡0点中进行平凡0点选择的方法。 黎曼函数0点的方□图构造,是方阵数论属性“偶”数序的图示表达。

(二)黎曼函数的平凡0点、非平凡0点在方□图构造中。 黎曼函数的有限平凡0点与无穷非平凡0点在区间幅度嵌套存,直至“偶间隔”任意性的细化(四色方阵单元)偶间隔→点。 黎曼将平面上使黎曼ζ 函数取值为的点被称为黎曼ζ函数的0点。s=-2n (n 为正整数)是黎曼ζ 函数的0点,这些0点分布有序,被称为黎曼ζ 函数的平凡0点 。除了这些平凡0点外,黎曼ζ函数还有许多其它0点,被称为非平凡0点。

对于这一概述,可以归结为:复平面实轴0点,是使黎曼ζ 函数取值为0的点被称为黎曼ζ函数的0点。其中,s=-2n“偶间隔”的正弦周期0点是平凡0点,其他实轴0点是非平凡0点(复面幅度区间重合的几何模线上的0点)。 复平面区间幅度重合是嵌套的实现。 复平面平凡0点在“偶间隔”方□图边端点位置,非平凡0点在方囗图除端点外的线间。黎曼函数的无穷非平凡0点,伴随在有限平凡0点的“偶间隔”层层嵌套中。

(三)黎曼函数s=-2n的偶间隔s=(0,2)△元素的堆垒架构。

正弦0点周期“偶间隔、奇数个”概念,雷同两端都植树问题。

曼函数s=-2n的偶间隔s=(0,2)△元素的堆垒架构,是指黎曼函数s=-2n的0点偶间隔周期s=(0,2,4,6,8,……),以偶间隔周期s=(0,2)△面为元素(0点偶间隔、奇数个)角节点堆垒的架构。首先,将以上偶间隔周期s=(0,2,4,6,8,……)格式进行转换。即,偶间隔周期s={(0,2),[(0,2),(0,2)],[(0,2,),(0,2),(0,2,)],[(0,2,),(0,2),(0,2,),(0,2)],[(0,2,),(0,2),(0,2,),(0,2),(0,2)],……},然后按双轴对称方阵图(图1)在等腰直角△中堆垒(图1-1)。 四个象限的△堆垒架构在双轴对称方阵中的共阵,彰显黎曼猜想的哲学宇宙含义。 图1-1中“+”节点(△底中点)为叠加重合点(非轴线平行点)。

(四)黎曼函数△堆垒的偶间隔应用。 黎曼猜想证明的是自然数序存在且唯一。在此基础上,提出了方阵数论概念。方阵数论是研究自然数序存在且唯一本质的数论属性方法。 方阵数论,适用于六大数学猜想的证明。包括,四色猜想证明的无限阶双轴对称方阵“相异相邻、相同(异)对顶”规则的数序规律是方阵数论的基础、黎曼猜想实证的方阵△“偶奇”数序构造印证自然数序存在且唯一的方阵数论目的属性、朗道—西格尔0点的“0偶1奇”端点重合的动态数序规律、自然数序“偶奇”相邻规律中的哥德巴赫猜想“都可”是多解与素数概率趋0事件、孪生素数猜想是在自然数序相邻奇数规律中的应用、考拉兹猜想的四色猜想方阵△数论属性印证自然数序“偶奇”相邻规律存在且唯一。 这些皆表达方阵数论属性猜想关联证明与目的属性,解析了方阵数论属性猜想实证、印证自然数序存在且唯一的数论属性意义所在。

方阵数论是研究自然数序存在且唯一本质的数论属性方法。

关于黎曼函数的实际意义,利用防治水土流失实例阐述。

1、0点(树)位置水流的“∧”交叉、叠加重合。 为防水土流失,需要在山坡造防护林。防护林建造,采用两端都植树问题、△堆垒方法(图1-1)。当水流碰到树木,就会形成“∧”交叉分流)(图1-1的斜纠线∧交叉点、+叠加点)、并层层发散至(0,1)区间轴。这就是通过连续(偶间隔)阻挡来降低水流冲击力。这里不妨简称间隔力。阻挡效果与树木密度相关。当偶间隔S→点时,树越来越密,水流冲击力→0。这与黎曼函数定理、推论一致。

2 、等差间隔力重合数的计算。 将图1-1中的0点位置进行偶间隔度量编号。编号由两部分组成,即编号=“偶间隔”+“奇数个”序号(如下)。

重合数是所在长方形交叉点之和。如6③位置重合数=6③+4①+4③+2①+2③+0①=6,…。其规律性是等差间隔力的通项途径求和公式(图2)。4②、2②是叠加点,叠加点重合数计算相同。

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com

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