I matematik er et interval en sammenhængende mængde af tal på en tallinje, som indeholder alle tal mellem et begyndelses- og et sluttal. Et tal ligger i intervallet, hvis det er større end eller lig med begyndelsestallet (hvis dette er medtaget) og mindre end eller lig med sluttallet (hvis dette er medtaget). Begyndelses- og sluttal kan enten være inkluderet i intervallet eller udeladt.
Definition og grundidé
Et interval angiver derfor en kontinuerlig del af tallinjen. For eksempel beskriver intervallet fra 3,3 til 15 alle tal x, sådan at 3,3 ≤ x ≤ 15 (hvis intervallet er lukket i begge ender). I dette interval er tal som 4, 8, 9,5, 14 og 14,999 indeholdt, mens tal som -4, 2, 3,2, 20 og 15,000001 ikke er indeholdt.
Typer af intervaller
- Lukket interval: [a, b] indeholder både endepunkterne a og b. (Alle x med a ≤ x ≤ b.)
- Åbent interval: (a, b) indeholder hverken a eller b. (Alle x med a < x < b.)
- Halvåbne / halv-lukkede intervaller: [a, b) indeholder a, men ikke b; (a, b] indeholder b, men ikke a.
- Uendelige intervaller: bruges, når intervallet strækker sig uendeligt langt i én retning, fx (-∞, b), [a, ∞) eller (-∞, ∞) (hele talmængden).
- Degenereret (enkelttals-) interval: [a, a] = {a} er et interval bestående af ét tal.
- Tomt interval: Hvis man forsøger at skrive [a, b] med a > b, svarer det til den tomme mængde ∅ (ingen tal opfylder betingelsen).
Notation
Intervaller skrives typisk med kantede eller runde parenteser:
- [ og ] betyder, at endepunktet er med i intervallet (inkluderende).
- ( og ) betyder, at endepunktet ikke er med i intervallet (ekskluderende).
Man kan også bruge mængdebeskrivende notation (set-builder): fx { x ∈ ℝ | a < x ≤ b } betyder "mængden af reelle tal x sådan at a < x ≤ b". For uendelige grænser anvendes symbolet ∞ (uendelighed), fx (-∞, 5) eller [0, ∞).
Eksempler
- Intervaller skrevet med parenteser og klammer: (4, 9,6), [-100, 100], [-30, -4).
- Intervallet [3,3, 15] (skrives korrekt som [3,3, 15]) indeholder blandt andet 4, 8, 9,5 og 14,999, men ikke 3,2 eller 15,000001.
- Et enkeltpunkt: [7, 7] = {7}.
- Uendeligt interval: [0, ∞) = alle ikke-negative reelle tal.
Yderligere bemærkninger
- For at et interval [a, b] giver mening som "et interval med endepunkter a og b" kræves normalt a ≤ b. Hvis a > b er intervallet tomt.
- Intervallets længde (eller mål) for et endeligt interval [a, b] er b − a. For åbne eller halvåbne intervaller med endepunkter a og b er længden stadig b − a.
- Intervaller anvendes ofte i analyse, sandsynlighed og anvendt matematik til at beskrive domæner for funktioner, løsninger af uligheder og støtte for fordelinger.
- Grafisk vises et interval på tallinjen som en sammenhængende streg; lukkede endepunkter markeres med fyldte punkter, åbne endepunkter med tomme cirkler.