759. Одинаково упорядоченные переменные.
Для обобщения таких утверждений, в которых участвуют одновременно две (или несколько) переменных, введем понятие одинаково упорядоченных переменных. Так называются две переменные
которые могут быть упорядочены с помощью одного и того же упорядоченного множества
с элементами которого их значения ставятся в однозначное соответствие (соответствующими мы будем считать их значения
с одинаковыми «пометками» Р).
Если, например, имеем две функции
от одной и той же независимой переменной х, с упорядоченной областью изменения X, то эти функции будут одинаково упорядоченными переменными. Соответствующими будут те их значения, которые определяются одним и тем же значением х (оно и играет роль «пометки» Р).
Вот другой пример. Пусть для функции
определенных в некотором промежутке
построены интегральные суммы
Здесь соответствующими следует, очевидно, считать суммы, определяемые одним и тем же набором точек деления
и промежуточных точек
этот набор играет в рассматриваемом случае роль «пометки»
если упорядочить их, а с ними и суммы
по убыванию
то снова получим одинаково упорядоченные переменные.
Соединяя теперь две переменные х, у знаками равенства или знаками арифметических действий, мы будем предполагать эти переменные одинаково упорядоченными и подразумевать, что речь идет о соответствующих значениях их,
с одинаковыми «пометками». Обращаясь с этими пометками, как раньше обращались с номерами
значений варианты, легко воспроизвести все прежние рассуждения, относившиеся к вариантам.
Для примера докажем предложение, обобщающее лемму 2 п° 29:
Если переменная
ограничена
крайней мере, начиная с некоторого места), а одинаково с нею упорядоченная переменная
— бесконечно малая, то и их произведение будет бесконечно малой.
Пусть же
скажем, для
. Задавшись произвольным
по числу найдем такое
что для
будет
В согласии с условием III, существует такое
что
Если
то (в силу II) одновременно
так что выполняются сразу оба предыдущих неравенства, а тогда
что и доказывает наше утверждение.
После приведенных примеров читателю ясно, что вся теория пределов (с сохранением основных линий в доказательствах) действительно переносится на общий случай упорядоченных переменных.