寻找上下界
如果存在两个常数 \( m \) 和 \( M \),使得对于所有 \( x \) 属于函数的定义域 \( D \),都有 \( m \leq f(x) \leq M \),则函数 \( f \) 在 \( D \) 上有界。
利用极限和连续性
如果函数在某个区间内的极限存在且有限,或者函数在该区间上连续,则该函数在该区间上有界。
利用不等式
如果对于所有 \( x \) 属于函数的定义域 \( D \),都存在一个正数 \( M \),使得 \( |f(x)| \leq M \),则函数 \( f \) 在 \( D \) 上有界。
利用函数的极值
如果函数在定义域内有最大值和最小值,则该函数是有界的。
反证法
假设函数无上界,则对于任意正数 \( M \),都存在 \( x' \) 使得 \( f(x') > M \)。取足够大的正整数 \( n \),则有 \( f(x_n) > n \) 对某些 \( x_n \) 成立,从而得到一个无界数列,与函数有界矛盾。
利用数学工具
如收敛性、致密性定理等数学工具也可以用来判断函数或序列的有界性。
需要注意的是,有界性是针对函数或序列在某个区间内的性质而言的。如果函数或序列在整个定义域内都无界,则不能认为它在某个特定区间内有界