Теорема о равномерной непрерывности или Теоре́ма Ка́нтора — Ге́йне говорит, что непрерывная функция, определённая на компакте, равномерно непрерывна.
Пусть даны два метрических пространства и Пусть также дано компактное подмножество и определённая на нём непрерывная функция Тогда равномерно непрерывна на
непрерывна на всей области определения, но не является равномерно непрерывной.
Воспользуемся доказательством от противного.
Пусть — функция, отвечающая условиям теоремы (на компакте ), но не равномерно непрерывная на нём. Тогда существует такое , что для всех существуют такие и , расстояние между которыми меньше , но расстояние между их образами не менее :
Возьмём последовательность , сходящуюся к 0, например, . Построим последовательности и так, чтобы
— компакт, поэтому можно выделить сходящуюся подпоследовательность:
Но так как расстояние между членами обеих последовательностей стремится к нулю, то, воспользовавшись неравенством треугольника, получаем, что соответствующие подпоследовательности стремятся к одной точке: . И, так как непрерывна , что противоречит предположению, что .
Стало быть, функция, непрерывная на компакте, действительно равномерно непрерывна на нём.
Определение равномерной непрерывности появляется в работе Гейне.[1] Через два года он публикует доказательство теоремы для функций определённых на замкнутом ограниченном интервале.[2] В этих работах, он не претендует на оригинальность и его доказательство практически повторяет доказательство Дирихле опубликованное им в его лекциях 1854 года.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .