Suprem i ínfim (elements)
Un conjunt A de nombres reals (representats per cercles blaus), un conjunt de cotes superiors de A (cercles vermells), i el mínim de les fites superiors, el suprem de A (diamant vermell).
En matemàtiques , donat un subconjunt
S
{\displaystyle S}
d'un conjunt parcialment ordenat
(
P
,
<
)
{\displaystyle (P,<)}
, el suprem de
S
{\displaystyle S}
, si existeix, és l'element mínim de
P
{\displaystyle P}
que és major o igual a cada element de
S
{\displaystyle S}
. En altres paraules, és la mínima de les fites superiors de
S
{\displaystyle S}
. El suprem d'un conjunt
S
{\displaystyle S}
comunament es denota
sup
(
S
)
{\displaystyle \sup(S)}
. L'ínfim de
S
{\displaystyle S}
si existeix, és l'element màxim de
P
{\displaystyle P}
que és menor o igual que cada element de
S
{\displaystyle S}
. Per tant, el mínim és la major de les fites inferiors de
S
{\displaystyle S}
. L'ínfim es denota habitualment per
inf
(
S
)
{\displaystyle \inf(S)}
.
Propietats
Si el suprem o l'ínfim existeixen, llavors són únics.
Un conjunt té màxim , si i només si conté al seu suprem. Un conjunt té mínim si i només si conté el seu ínfim.
sup
(
A
∪ ∪ -->
B
)
=
max
{
sup
(
A
)
,
sup
(
B
)
}
{\displaystyle \sup(A\cup B)=\max\{\sup(A),\sup(B)\}}
, si és que aquests suprems existeixen.
inf
(
A
∪ ∪ -->
B
)
=
min
{
inf
(
A
)
,
inf
(
B
)
}
{\displaystyle \inf(A\cup B)=\min\{\inf(A),\inf(B)\}}
, si ambdós ínfims existeixen.
sup
(
A
+
B
)
=
sup
(
A
)
+
sup
(
B
)
{\displaystyle \sup(A+B)=\sup(A)+\sup(B)}
, on
A
+
B
:=
{
a
+
b
|
a
∈ ∈ -->
A
,
b
∈ ∈ -->
B
}
{\displaystyle A+B:=\{a+b\;|\;a\in A,b\in B\}}
denota la suma de Minkowski .
D'igual manera,
inf
(
A
+
B
)
=
inf
(
A
)
+
inf
(
B
)
{\displaystyle \inf(A+B)=\inf(A)+\inf(B)}
.
Exemples
En el camp dels nombres reals , tot subconjunt no buit, fitat superiorment té suprem (el que es coneix com a axioma del suprem ).
sup
{
1
,
2
,
3
}
=
3
{\displaystyle \sup\{1,2,3\}=3\,}
.
inf
{
1
,
2
,
3
}
=
1
{\displaystyle \inf\{1,2,3\}=1\,}
.
sup
{
x
∈ ∈ -->
R
|
0
<
x
<
1
}
=
sup
{
x
∈ ∈ -->
R
|
0
≤ ≤ -->
x
≤ ≤ -->
1
}
=
1
{\displaystyle \sup\{x\in \mathbb {R} \,|\,0<x<1\}=\sup\{x\in \mathbb {R} \,|\,0\leq x\leq 1\}=1\,}
.
sup
{
(
− − -->
1
)
n
− − -->
1
n
:
n
∈ ∈ -->
N
}
=
1
{\displaystyle \sup\{(-1)^{n}-{\frac {1}{n}}:n\in \mathbb {N} \}=1\,}
.
inf
{
1
n
:
n
∈ ∈ -->
N
}
=
0
{\displaystyle \inf \left\{{\frac {1}{n}}:n\in \mathbb {N} \right\}=0\,}
.
inf
{
x
∈ ∈ -->
Q
+
|
x
2
<
2
}
=
0
{\displaystyle \inf\{x\in \mathbb {Q^{+}} |x^{2}<2\}=0\,}
.
Vegeu també
Referències