上界、下界

设 $S\subset \mathbb{R}$。

如果存在一个数 $\eta$,使得对任意 $x\in S$,都有:

$$ x\le \eta $$

那么 $\eta$ 就是 $S$ 的一个上界

类似地,如果存在一个数 $\xi$,使得对任意 $\xi \in S$,都有:

$$ \xi\le x $$

那么 $\xi$ 就是 $S$ 的一个下界

上确界与下确界

如果 $S$ 有很多下界,其中最大的那个下界,叫做 $S$ 的下确界,记作:

$$ \inf S $$

如果 $S$ 有很多上界,其中最小的那个上界,叫做 $S$ 的上确界,记作:

$$ \sup S $$

例如:

$$ S=(0,1) $$

它的下界有 $0,-1,-2,\ldots$,其中最大的下界是 $0$,所以:

$$ \inf S=0 $$

它的上界有 $1,2,3,\ldots$,其中最小的上界是 $1$,所以:

$$ \sup S=1 $$

注意:$0\notin(0,1)$,$1\notin(0,1)$,但它们仍然可以分别是下确界和上确界。