Extended Real Number System
📂Analysis Extended Real Number System Definition The set defined as follows is called the extended real number system .
R ‾ : = R ∪ { − ∞ , + ∞ }
\overline{ \mathbb{R} } := \mathbb{R} \cup \left\{ -\infty, +\infty\right\}
R := R ∪ { − ∞ , + ∞ }
Explanation In fields such as analysis, for convenience, the set R \mathbb{R} R is often replaced with R ‾ \overline{ \mathbb{R} } R . ± ∞ \pm \infty ± ∞ is not a number, but for convenience, it is treated as one and added to R \mathbb{R} R . Within the extended real number system, the rules for comparison and operations are as follows.
For all x ∈ R x \in \mathbb{R} x ∈ R ,
− ∞ < x < + ∞
-\infty < x <+\infty
− ∞ < x < + ∞
( ± ∞ ) + ( ± ∞ ) = ± ∞
(\pm \infty) + (\pm \infty) = \pm \infty
( ± ∞ ) + ( ± ∞ ) = ± ∞
x + ( ± ∞ ) = ± ∞ + x = ± ∞
x + (\pm \infty)=\pm \infty+x=\pm \infty
x + ( ± ∞ ) = ± ∞ + x = ± ∞
x + ∞ = 0 = x − ∞
\dfrac{x}{+\infty}=0=\dfrac{x}{-\infty}
+ ∞ x = 0 = − ∞ x
( ± ∞ ) ( ± ∞ ) = + ∞
(\pm \infty)(\pm\infty)=+ \infty
( ± ∞ ) ( ± ∞ ) = + ∞
( ± ∞ ) ( ∓ ∞ ) = − ∞
(\pm \infty)(\mp \infty)=- \infty
( ± ∞ ) ( ∓ ∞ ) = − ∞
x ( ± ∞ ) = ( ± ∞ ) x = { ± ∞ x > 0 0 x = 0 ∓ ∞ x < 0
x(\pm \infty)=(\pm \infty)x=\begin{cases} \pm \infty & x>0
\\ 0 & x=0
\\ \mp \infty & x<0 \end{cases}
x ( ± ∞ ) = ( ± ∞ ) x = ⎩ ⎨ ⎧ ± ∞ 0 ∓ ∞ x > 0 x = 0 x < 0
Note that ( ± ∞ ) + ( ∓ ∞ ) (\pm \infty)+(\mp \infty) ( ± ∞ ) + ( ∓ ∞ ) is undefined.
Theorem R ‾ \overline{ \mathbb{R} } R is a complete ordered set .
For a given A ⊂ R ‾ A \subset \overline{ \mathbb{R} } A ⊂ R , there exists sup A \sup A sup A and inf A \inf A inf A .
For a ∈ R a \in \mathbb{R} a ∈ R , ( a , + ∞ ] (a, +\infty] ( a , + ∞ ] is a neighborhood of + ∞ +\infty + ∞ .