最大下界

數學中,某個集合 X子集 E下確界(英語:infimuminfima,記為 inf E )是小於或等於的 E 所有其他元素的最大元素,其不一定在 E 內。所以還常用術語最大下界(簡寫為 glbGLB)。在數學分析中,實數的下確界是非常重要的常見特殊情況。但這個定義,在更加抽象的序理論的任意偏序集合中,仍是有效的。

下確界是上確界概念的對偶

實數集合的下確界

數學分析中,實數的子集 S下確界最大下界記為 inf(S),定義為小於等於在 S 中的所有數的最大實數。如果沒有這樣的數存在(因為 S 沒有下界),則我們定義 inf(S) = −∞。如果 S空集,我們定義 inf(S) = ∞(參見擴展的實數軸)。

實數的一個重要性質是,任何實數集都有下確界(實數的任何有界非空子集都在非擴展的實數軸中有下確界)。

例子:

 
 
 
 

如果一個集合有最小元素,如同第一個例子,則這個最小元素就是這個集合的下確界。如後三個例子展示的,一個集合的下確界不一定屬於這個集合。

下確界的概念和上確界在下列意義下是對偶的

 

這裡  

一般的說,為了證明 inf(S) ≥ A,只需要證明對於所有 S 中的 xxA。證明 inf(S) ≤ A ,則需:對於任何 ε > 0,都存在 S 中的一個元素 x 使得 xA + ε(當然,如果 S 有一個元素 x 使 xA,命題立即成立)。

參見:下極限

在偏序集合內的下確界

下確界的定義容易推廣到任何偏序集合的子集上,並在序理論中有重要意義。在序理論,特別是格理論中,最大下界也叫做(英語:meet)。

形式的說,偏序集合(P,≤)的子集 S 的下確界是 P 的一個元素 l 使得

  1. 對於所有 S 中的 xlx
  2. 對於任何 P 中的 p,如果對於所有 S 中的 x 都有 px,pl

如果這樣的元素存在,則其必然唯一,但是它不一定存在。因此已知特定下確界存在的序就特別有價值。詳情請參見完備性英語Completeness (order theory)

外部連結

參見