数学符号 sup表示 上确界(最小上界),是数学分析中用于描述集合性质的重要概念。具体含义和特点如下:
一、定义与性质
上确界的定义 对于一个数集 $A$,如果存在一个实数 $L$ 满足:
对于任意 $a \in A$,都有 $a \leq L$($L$ 是 $A$ 的上界);
对于任意 $\epsilon > 0$,存在 $a' \in A$ 使得 $L - \epsilon < a' \leq L$($L$ 是最小上界)。 则称 $L$ 为集合 $A$ 的 上确界
,记作 $\text{sup}(A)$ 或 $\supseteq A$。
与上界的区别
上确界是上界中的最小值。例如,集合 $A = \{x^2 < 4\} = (-2, 2)$ 的上界有 $2, 3, 4, \dots$,但最小上界是 $2$,即 $\text{sup}(A) = 2$。 若集合有最大元素,则最大元素等于上确界;若无最大元素(如开区间),上确界仍存在(如 $(0, 1)$ 的上确界为 $1$)。
二、应用场景
函数的最值
对于函数 $y = f(x)$,若存在常数 $m$ 使得 $f(x) \leq m$ 对所有 $x$ 成立,则 $m$ 是函数的上确界。例如,$f(x) = x^2$ 在 $[0, 1]$ 上的上确界为 $1$。
数列的极限
数列 $\{a_n\}$ 收敛于 $L$ 当且仅当 $L$ 是数列的上确界。例如,数列 $a_n = \frac{1}{n}$ 的上确界为 $1$。
实数完备性
实数集 $\mathbb{R}$ 满足“有上界的非空数集必有上确界”,这是实数完备性的重要体现。
三、补充说明
下确界: 与上确界相对,用符号 inf
特殊集合:若数集有最大值,则最大值等于上确界;若无最大值(如开区间),上确界仍存在(如 $(0, 1)$ 的上确界为 $1$)。
综上, sup是描述集合上界性质的核心概念,广泛应用于函数分析、数列极限等领域,是数学分析中不可或缺的工具。