實數與完備性
有界集
有界集是能裝進一個有限窗口的集合:存在一道左牆和一道右牆,整個集合都住在它們之間。集合中沒有任何元素跑向正無窮或負無窮。
確切地說,若實數集 S 既有上界又有下界,即存在數 m 與 M 使對每個屬於 S 的 x 都有 m 至多為 x,x 至多為 M,則稱 S 有界。一個等價的單一條件是:存在數 R 使對所有屬於 S 的 x 都有 |x| 至多為 R,於是整個集合都落在從負 R 到 R 的區間之內。
有界性是貫穿分析的常見假設。由完備性,非空有界實數集自動既有上確界又有下確界;有界單調序列收斂;並且由波爾查諾-魏爾斯特拉斯定理,每個有界序列都有收斂子列。有界性往往正是阻止逃向無窮的那個條件。
請注意:有界不等於有限,也不等於閉。從 0 到 1 的區間有界卻無限,從 0 到 1 的開區間有界卻不閉。在直線上,正是「有界且閉」這一組合才給出緊緻性。
S = {(-1)^n + 1/n : n = 1, 2, 3, ...} 有界,因為每一項都落在 [-1, 1.5] 中,故對所有屬於 S 的 x 都有 |x| <= 1.5,儘管 S 有無窮多個元素。
有界卻無限;有界性限制的是取值範圍,而非基數。
另見