важные характеристики множеств на числовой прямой.
Верхняя грань (В. г.) множества
Е действительных чисел - наименьшее из всех чисел
А, обладающих тем свойством, что для любого
х из
Е выполняется неравенство
х ≤
А. Иными словами, В. г. множества
Е - это такое число
a, что для любого
x из
Е выполняется неравенство
x ≤
a и для любого
a' <
а найдётся число
x0 из
Е, для которого
x0 >
a'. В этом определении множество
Е предполагается не пустым. Для существования В. г. необходимо
и достаточно, чтобы множество
Е было ограничено сверху, то есть, чтобы существовали такие числа
А, что
х ≤
А для любого
x из
Е. Это предложение представляет собой одну из форм принципа непрерывности числовой прямой (так называемый принцип непрерывности Вейерштрасса). Если среди чисел множества
Е есть наибольшее, то оно
и является В. г.
Е. Однако, если среди чисел
Е нет наибольшего, то это множество всё же может иметь В. г. Например, В. г. множества всех отрицательных чисел равна 0. Множество всех положительных чисел не ограничено сверху
и поэтому не имеет В. г.; иногда говорят, что его В. г. равна + ∞. Аналогично понятию В. г. множества определяется
нижняя грань (Н. г.) множества
Е как наибольшее из чисел
В, обладающих тем свойством, что для любого
х из
Е выполняется неравенство x ≥ B. В. г. множества
Е обозначается sup
Е (от латинского supremum - наивысший); Н. г. обозначается inf
Е (от латинского infirnum - наинизший). Важность понятий В. г.
и Н. г. для математического анализа была выяснена немецким математиком К.
Вейерштрассом
, они являются основными для строгого изложения начал математического анализа. Аналогично понятию В. г. (Н. г.) для числовых множеств вводятся понятия В. г. (Н. г.) для любых частично упорядоченных множеств.