جميع الكتب

مهني

1 Markets I: The Ecosystem and Exchange-Traded Marketsالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 2 Markets II: Rates, FX and Creditالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 3 Markets III: Commodities, Energy and Cryptoالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 4 Quantitative Methodsالأساليب عبر الإنترنتالإنجليزية 5 Derivatives and Volatilityالمشتقات عبر الإنترنتالإنجليزية 6 Rates, Credit, XVA and Riskالفائدة والائتمان والمخاطر عبر الإنترنتالإنجليزية 7 Research Craft: Predictors, Backtests, Measurement, Portfoliosالبحث عبر الإنترنتالإنجليزية 8 Strategies I: Equities and Futuresالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 9 Strategies II: Volatility, Relative Value, Macro and the Bank Desksالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 10 Microstructure and Executionالتنفيذ عبر الإنترنتالإنجليزية 11 Market Making and High-Frequency Tradingصناعة السوق عبر الإنترنتالإنجليزية 12 Machine Learning for Marketsتعلم الآلة عبر الإنترنتالإنجليزية 13 Low-Latency Softwareالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 14 Networks, Hardware and Trading Infrastructureالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 15 Research, Data and Risk Platformsالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 16 The Desk and the Firmالشركة عبر الإنترنتالإنجليزية 17 The Industry: Firms, Roles and Careersالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 18 Interviews I: Maths, Probability and Speedالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 19 Interviews II: Markets, Trading Games and the Final Roundالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 20 Interviews III: Codeالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية
التطبيقات حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الرياضيات · المسرد

ما معنى الحواصر والحد الأعلى والحد الأدنى؟

يُعرف أيضًا باسم: حاصر أعلى

تعريف 10.1 الرياضيات الجامعية — السنة 1 · الفصل 10 — الأعداد الحقيقية

لتكن A⊆RA \subseteq \R غير خالية. يكون العدد الحقيقي MM حاصرًا أعلى للمجموعة AA إذا كان a≤Ma \leq M من أجل كل a∈Aa \in A؛ وتكون AA محدودة من أعلى إذا كان لها حاصر أعلى (وكذلك من أدنى، مع الحواصر الدنيا؛ ومحدودة تعني الأمرين معًا). و أكبر عنصر في AA حاصرٌ أعلى ينتمي إلى AA.

والحد الأعلى sup⁡A\sup A أصغرُ الحواصر العليا للمجموعة AA، إذا وُجد؛ والحد الأدنى inf⁡A\inf A هو أكبرُ الحواصر الدنيا.

المجموعة A = \1 - 1n : n ∈ ℕ*\ على مستقيم الأعداد: تتكدّس نقطها نحو 1 دون أن تبلغه. فكل عدد ≥ 1 حاصر أعلى (نصف المستقيم)، ولا شيء أصغر منه كذلك، لأن عنصرًا من A يدخل كل فترة (1 - , 1): بندا  في صورة واحدة. والحد الأعلى هو الطرف الأيسر لنصف مستقيم الحواصر العليا — وبديهية التمام هي بالضبط ضمانُ أن لهذا النصف طرفًا أيسر دائمًا.
المجموعة A={1−1n:n∈N∗}A = \{1 - \frac1n : n \in \N^*\} على مستقيم الأعداد: تتكدّس نقطها نحو 11 دون أن تبلغه. فكل عدد ≥1\geq 1 حاصر أعلى (نصف المستقيم)، ولا شيء أصغر منه كذلك، لأن عنصرًا من AA يدخل كل فترة (1−ε, 1)\intoo{1 - \varepsilon}{1}: بندا القضية 10.4 في صورة واحدة. والحد الأعلى هو الطرف الأيسر لنصف مستقيم الحواصر العليا — وبديهية التمام هي بالضبط ضمانُ أن لهذا النصف طرفًا أيسر دائمًا.

أمثلة

مثال 10.5

sup⁡(0, 1)=1\sup \intoo{0}{1} = 1، وهو غير مبلوغ (فلا أكبر عنصر)؛ sup⁡[0, 1]=1=max⁡\sup \intcc{0}{1} = 1 = \max. ومن أجل A={1−1n:n∈N∗}A = \{1 - \frac 1n : n \in \N^*\}: يكون sup⁡A=1\sup A = 1 غير مبلوغ؛ و inf⁡A=min⁡A=0\inf A = \min A = 0. وأكبر عنصر، إذا وُجد، هو الحد الأعلى؛ وكل فائدة sup⁡\sup أن يكون بديلًا حين لا يوجد أكبر عنصر.

مثال 10.6 (حساب الحدود العليا عمليًا)

تمرينان كاملان على القضية 10.4.

المجموعة A={x+1x:x>0}A = \{x + \frac1x : x > 0\}. من أجل كل x>0x > 0، x+1x−2=( x−1/x )21≥0x + \frac1x - 2 = \frac{(\,\sqrt x - 1/\sqrt x\,)^2}{1} \geq 0، ومنه فالعدد 22 حاصر أدنى؛ و 2=1+11∈A2 = 1 + \frac11 \in A: ولذلك inf⁡A=min⁡A=2\inf A = \min A = 2، مبلوغًا عند x=1x = 1. وأمّا من أعلى فالمجموعة AA غير محدودة (إذ يمكن للمقدار x+1x>xx + \frac1x > x أن يتجاوز أيّ MM بأخذ المبرهنة 10.10): فالحد الأعلى sup⁡A\sup A غير موجود في R\R (وهو +∞+\infty في R‾\overline\R).

المجموعة B={mm+n:m,n∈N∗}B = \bigl\{\frac{m}{m + n} : m, n \in \N^*\bigr\}. كل عنصر يقع في (0, 1)\intoo{0}{1}، ومنه فالعددان 00 و 11 حاصران. وليس أيّ منهما مبلوغًا: إذ mm+n=1\frac{m}{m+n} = 1 يفرض n=0n = 0. وأمّا الحد الأعلى، فثبّت n=1n = 1 ودع mm يكبر: mm+1=1−1m+1>1−ε\frac{m}{m+1} = 1 - \frac{1}{m+1} > 1 - \varepsilon ما إن يكون m+1>1εm + 1 > \frac1\varepsilon (أرخميدس): فيكون sup⁡B=1\sup B = 1. وبالتناظر (m=1m = 1 و nn كبير)، يكون inf⁡B=0\inf B = 0. والفكرة النافذة: لتثبيت حدٍّ أعلى يكفي مسار وحيد الوسيط مُحسَن الاختيار داخل المجموعة — وهو هنا المسار n=1n = 1 — ولا يطلب التمييز بالمقدار ε\varepsilon أكثر من ذلك.

مثال 10.7 (مرآة الحد الأدنى)

للحد الأدنى تمييزُه بالمقدار ε\varepsilon، ويُستخرج من القضية 10.4 عبر inf⁡A=−sup⁡(−A)\inf A = -\sup(-A): فيكون i=inf⁡Ai = \inf A إذا وفقط إذا حصر ii المجموعة AA من أدنى وكان، من أجل كل ε>0\varepsilon > 0، عنصرٌ a∈Aa \in A يحقق a<i+εa < i + \varepsilon. وإليك تمرينًا على الحاصرين معًا: لتكن

A={(−1)n+1n:n∈N∗}={0, 32, −23, 54, −45, … }.A = \Bigl\{(-1)^n + \frac1n : n \in \N^*\Bigr\} = \Bigl\{0,\ \tfrac32,\ -\tfrac23,\ \tfrac54,\ -\tfrac45,\ \dots\Bigr\} .

تعطي الأدلة الزوجية 1+1n≤321 + \frac1n \leq \frac32، مع المساواة عند n=2n = 2: ولأن القيم ذات الأدلة الفردية هي كذلك ≤0<32\leq 0 < \frac32، نحصل على sup⁡A=max⁡A=32\sup A = \max A = \frac32. وتعطي الأدلة الفردية −1+1n>−1-1 + \frac1n > -1، متناقصةً نحو −1-1: فكل عنصر من AA هو >−1> -1، ويُتجاوز −1+ε-1 + \varepsilon بالمقدار −1+1n-1 + \frac1n من أجل n>1εn > \frac1\varepsilon فردي: فيكون inf⁡A=−1\inf A = -1 غير مبلوغ. مجموعة واحدة وأربعة سلوكات معروضة: حدٌّ أعلى هو أكبر عنصر، وحدٌّ أدنى ليس أصغر عنصر.

اقرأ في الفصل ←