命(或写成
)为定义在实数集E上一列实数值函数,我们说
在E上是等度连续的,倘若对任意
存在一个
,使得凡当
及
的时候都有[1]
命题1
命K为一个实数的紧致集,若在K上是一个一致收敛的连续函数的序列,则
在K上是等度连续的。
证明:设给定,则存在一整数n0及
使得,对一切
及
因为在紧致集上连续的函数是一致连续的,我们有
对
及
成立,因此,若
与
我们有
这与(1)一起证明了命题。[2]
定义1
命为定义在实数集E上的一个实数值函数序列,我们说
在E上是点式有界,倘若序列
对每一
有界,就是说,倘若存在一个有限值函数h,定义在E上,使得
对一切
及一切
成立。
我们回忆一下在E上叫做一致有界,倘若有一实数M使得
对一切
及
成立。
命题2
命K为一实数紧致集,如果在K上是点式有界及等度连续,则
在K上一致有界。
证明:我们定义
给定
我们选取
使得
蕴涵
对n=1,2,…成立,如果我们固定两点x与y,不等式
蕴涵
以及不等式
蕴涵
;因此凡当
的时候,
故
在K上是连续的,因为K是紧致的,故
为有界。[2]
命题3
(阿斯科利-阿尔采拉(Ascoli-Arzela)定理)命K为实数的一紧致集,若在K上是点式有界及等度连续,则
在集K上含有一个一致收敛的子序列。
证明:命E为K的一切有理点的集,则E是可数的,并且K是E的闭包,命则
是一有界序列,由Bolzano-Weierstrass定理,可选取
的一个子序列
使得
收敛,不妨设
再考虑
,由Bolzano-Weierstrass定理,可以选取
的一个子序列
使得
存在。
继续这样下去,得到一个子序列对m=1,2,…,使得
存在,m=1,2,….然后考虑对角线序列
。
对固定的是
的一个子序列,因此收敛于
,所以
在E的每一点上收敛。
对任意,由于
在K上等度连续,存在一个
,使得
以及n≥1,有
因为K为E的闭包,且是紧致集,在E内有有限多个点,使得
选取n0,使得
对
都成立。
于是,对任意的,有一点
,其中
,使得
当
时,有
因此,
在K上一致收敛。[1]