按定义证明下述数列为无穷大量{n - arctan n } 按定义证明通项为下列式子数列为无穷大:
\u6309\u5b9a\u4e49\u8bc1\u660e\u4e0b\u8ff0\u6570\u5217\u4e3a\u65e0\u7a77\u5927\u91cf\u6570\u5b66\u5206\u6790\u3001\u9ad8\u7b49\u6570\u5b66\u7b2c\u4e8c\u7ae0\uff0810\uff09\u65e0\u7a77\u5c0f\u548c\u65e0\u7a77\u5927\u6570\u5217\u6982\u5ff5\uff0c\u6570\u5217\u6781\u9650\u4e2d\u51e0\u4e2a\u5e94\u8bb0\u4f4f\u7684\u7ed3\u679c
1/3+1/4 >= 1/4+1/4 = 1/2
1/5+1/6+1/7+1/8 >= 1/8+1/8+1/8+1/8 = 1/2
1/9+...+1/16 >= 1/16+...+1/16 = 1/2
......
一 数列极限的定义
1 数列的定义
定义:若函数的定义域为全体正整数集合,则称为数列。
注:记,则数列就可写作为:,简记为。
2 数列的例子
(1);(2)(3)
2、什么是数列极限
1.引言
容易看出,数列的通项随着的无限增大而无限地接近于零。
一般地说,对于数列,若当无限增大时,能无限地接近某一个常数,则称此数列为收敛数列,常数称为它的极限。不具有这种特性的数列就称为发散数列。
据此可以说,数列是收敛数列,0是它的极限。
数列都是发散的数列。
需要提出的是,上面关于“收敛数列”的说法,并不是严格的定义,而仅是一种“描述性”的说法,如何用数学语言把它精确地定义下来。还有待进一步分析。
以为例,可观察出该数列具以下特性:
随着n的无限增大,无限地接近于1随着n的无限增大,与1的距离无限减少随着n的无限增大,无限减少会任意小,只要n充分大。
如:要使,只要即可;
要使,只要即可;
任给无论多么小的正数,都会存在数列的一项,从该项之后,。即,当时,。
如何找N?(或N存在吗?)解上面的数学式子即得:,取即可。这样当时,。
综上所述,数列的通项随的无限增大,无限接近于1,即是对任意给定正数,总存在正整数N,当时,有。此即以1为极限的精确定义,记作或。
2.数列极限的定义
定义1 设为数列,a为实数,若对任给的正数,总存在正整数,使得当时有, 则称数列收敛于a, a称为数列的极限, 并记作或.
若数列没有极限,则称不收敛,或称为发散数列。
[问题]:如何表述没有极限?
3。举例说明如何用定义来验证数列极限
例: 证明.
例: 证明.
例:证明 .
例:证明 .
例:证明 ,其中.
4 关于数列的极限的定义的几点说明
(1) 关于:① 的任意性;②的暂时固定性;③的多值性;④正由于是任意小正数,我们可以限定小于一个确定的正数。
(2) 关于N:① 相应性;②N多值性。
(3) 数列极限的几何理解: “当时有” 所有下标大于N的项都落在邻域内;而在之外,数列中的项至多只有N个(有限个)。
(4) 数列极限的等价定义(邻域定义):
定义 任给,若在之外数列中的项只有有限个,则称数列收敛于极限a.
由此可见:数列是否有极限,只与它从某一项之后的变化趋势有关,而与它前面的有限项无关。所以,在讨论数列极限时,可以添加、去掉或改变它的有限项的数值,对收敛性和极限都不会发生影响。
例:证明都是发散数列。
二 无穷小数列
在所有收敛数列中,有一类重要的数列,称为无穷小数列,其定义如下:
定义2 若,则称为无穷小数列。
如都是无穷小数列。
数列收敛于a的充要条件:
定理1 数列收敛于的充要条件是为无穷小数列。
三 收敛数列的性质
性质1(保不等式性)设数列与均收敛,若存在正数,使得当时有,则。
性质2(保号性) 若(或),则对任何(或),存在正数N,使得当时有(或)。
性质3(极限唯一性) 若数列收敛,则它只有一个极限。
性质4(迫敛性) 设收敛数列、都以a为极限,数列满足:存在正数,当时有,则数列收敛,且.
注:迫敛性不仅给出了判定数列收敛的一种方法,而且也提供了一个求数列极限的工具。
例: 求数列的极限。
性质5(有界性)若数列收敛,则为有界数列。
注:数列收敛则必有界,反之未必。例如数列有界,但它不收敛。
四 数列极限的运算
性质6(极限的四则运算法则) 若、为收敛数列,则也都收敛,且有
;
.
若再做假设及,则数列也收敛,且有
.
在求数列的极限时,常需要使用极限的四则运算法则。
例: 求,其中.
例: 求。
五 单调有界数列
在研究比较复杂的极限问题时,通常分两步来解决:先判断该数列是否有极限(极限的存在性问题);若有极限,再考虑如何计算些极限(极限值的计算问题)。这是极限理论的两基本问题。下面将重点讨论极限的存在性问题。
定义 若数列的各项满足不等式,则称为递增(递减)数列。递增和递减数列统称为单调数列.
例如:为递减数列;为递增数列。
定理(单调有界定理) 在实数系中,有界且单调数列必有极限。
例:设其中,证明数列收敛。
例:证明下列数列收敛,并求其极限:
例:证明存在。
六 无穷大量的定义
定义:设是一个数列。若
按定义证明下述数列为无穷大量{n - arctan n }(当n趋向于无穷大时)。
以上证明都没有按定义来证明!
按数列极限的定义严格证明如下:
任意的M>0,对于不等式|n - arctan n|>|n|-|arctan n|>n - pi/2>M 或n>M+pi/2,取N=[M+pi/2],则当任意的n>N时,都有不等式|n - arctan n|>M 成立。
这就证明了当n趋向于无穷大时,数列{n - arctan n}为无穷大量。
你也许看得不大明白,不过按定义证明就这么抽象。
此证明保证绝对正确,我可是数学专业的研究生。
最简单的方法是反用洛必达法则,证明它和X是等阶无穷大。lim(x-无穷)X - arctanX/X=1-1/1+X平方=1,所以为无穷大量。
按定义,既存在U(空心临域)(无穷,&),只要X属于U,对任意M,便有f(x)>M.所以,!x-arctanx-n+arctann!<1(&=1).x-arctanx>n-arctann-1.因为arctanx的值域为[-圆周率/2,圆周率/2]。所以n-arctann-1>n-圆周率/2,令M=n-圆周率/2,所以得证。你把里面所有n换成x0.我打的实在太费劲了。
楼下yaozai_321剽窃,不过反用洛必达法则这种方法有争议。
完了,我的高数没前途了,总是想到一些巨S....的方法,因为limit(n-无穷)N=正无穷,limit(N-无穷)arctan n=派/2,所以limit(n-无穷)n - arctan n =无穷.
看不懂别怪我,在电脑上打数学式子真不是人干的活
lim(x-无穷)X - arctanX/X=1-1/1+X平方=1
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