数学术语 极限( 三 )


数学术语 极限

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。如果上述条件不成立,即存在某个正数ε,无论正整数N为多少,都存在某个n>N,使得|xn-a|≥a,就说数列{xn}不收敛于a 。如果{xn}不收敛于任何常数,就称{xn}发散 。对定义的理解:1、ε的任意性 定义中ε的作用在于衡量数列通项
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与常数a的接近程度 。ε越小,表示接近得越近;而正数ε可以任意地变小,说明xn与常数a可以接近到任何不断地靠近的程度 。但是,儘管ε有其任意性,但一经给出,就被暂时地确定下来,以便靠它用函式规律来求出N;又因为ε是任意小的正数,所以ε/2 、3ε 、ε2 等也都在任意小的正数範围,因此可用它们的数值近似代替ε 。同时,正由于ε是任意小的正数,我们可以限定ε小于一个某一个确定的正数 。2、N的相应性 一般来说,N随ε的变小而变大,因此常把N写作N(ε),以强调N对ε的变化而变化的依赖性 。但这并不意味着N是由ε唯一确定的:(比如若n>N使|xn-a|<ε成立,那幺显然n>N+1、n>2N等也使|xn-a|<ε成立) 。重要的是N的存在性,而不在于其值的大小 。3、从几何意义上看,“当n>N时,均有不等式|xn-a|<ε成立”意味着:所有下标大于N的
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都落在(a-ε,a+ε)内;而在(a-ε,a+ε)之外,数列{xn} 中的项至多只有N个(有限个) 。换句话说,如果存在某 ε0>0,使数列{xn} 中有无穷多个项落在(a-ε0,a+ε0) 之外,则{xn} 一定不以a为极限 。注意几何意义中:1、在区间(a-ε,a+ε)之外至多只有N个(有限个)点;2、所有其他的点xN+1,xN+2,...(无限个)都落在该邻域之内 。这两个条件缺一不可,如果一个数列能达到这两个要求,则数列收敛于a;而如果一个数列收敛于a,则这两个条件都能满足 。换句话说,如果只知道区间(a-ε,a+ε)之内有{xn}的无数项,不能保证(a-ε,a+ε)之外只有有限项,是无法得出{xn}收敛于a的,在做判断题的时候尤其要注意这一点 。性质1、唯一性:若数列的极限存在,则极限值是唯一的,且它的任何子列的极限与原数列的相等 。2、有界性:如果一个数列’收敛‘(有极限),那幺这个数列一定有界 。但是,如果一个数列有界,这个数列未必收敛 。例如数列 :“1,-1,1,-1,……,(-1)n+1”3、保号性:若
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(或<0),则对任何m∈(0,a)(a<0时则是 m∈(a,0)),存在N>0,使n>N时有
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(相应的xn<m) 。4、保不等式性:设数列{xn} 与{yn}均收敛 。若存在正数N ,使得当n>N时有xn≥yn,则
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(若条件换为xn>yn ,结论不变) 。5、和实数运算的相容性:譬如:如果两个数列{xn} ,{yn} 都收敛,那幺数列{xn+yn}也收敛,而且它的极限等于{xn} 的极限和{yn} 的极限的和 。6、与子列的关係:数列{xn} 与它的任一平凡子列同为收敛或发散,且在收敛时有相同的极限;数列{xn} 收敛的充要条件是:数列{xn} 的任何非平凡子列都收敛 。单调收敛定理单调有界数列必收敛 。柯西收敛原理设{xn} 是一个数列,如果对任意ε>0,存在N∈Z*,只要 n 满足 n > N,则对于任意正整数p,都有|xn+p-xn|<ε,这样的数列{xn} 便称为柯西数列 。这种渐进稳定性与收敛性是等价的 。即为充分必要条件 。函式极限自变数趋近有限值时函式的极限:定义:设函式f(x)在点x0的某一去心邻域内有定义,如果存在常数a,对于任意给定的正数ε,都