1.1 高数小贴士—数列极限

高数小贴士—数列极限

本篇开始进入极限的研究。在序章中说过,微积分的主要研究对象是函数的变化规律,本节我们从易到难,先来研究一种特殊函数的极限—数列极限

数列定义

数列是以正整数集为定义域的函数,是一列有序的数,每一个数都是这个数列的一项,整个数列可以使用一个通项表示。

数列极限的定义

设{an}为数列,A为常数,如果对任意的ε>0,存在N>0,当n>N时,有|an-A|<ε,则称数列{an}的以A为极限

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定义解释和补充

  • ε代表误差,具有任意性,也就是可以任意取值(误差过大允许但是没有意义)

  • 为了便于理解,可以将N理解为一个界限,n>N即为从界限往右,an所有项的值与极限值的误差都小于设定的误差

  • 对于一个数列{an},任取一个误差值ε,总能找到一个界限N,从N往右,能够使|an-A|<ε成立

例题

例1

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对于任意的ε存在N,当n>N时,数列项an与常数只差小于ε,得证。

例2

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数列极限的性质

  • 唯一性,数列有极限必唯一
    利用反证法证明
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  • 有界性,如果一个数列有极限,则一定有界,反之不成立。极限存在一定有界,有界未必有极限(数列可以两个常数之间震荡)
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数列有界则未必有极限,举例an=(-1)n,数列为-1,1,-1,1……|an|<=2,但是极限不存在。

  • 保号性,因为0既不是整数也不是负数,不把0放在保号性的研究范围内。如果数列an的极限为A,A>0或A<0,则存在N,当n>N时,an与A同号。 在这里插入图片描述

总结

  • 数列是一种特殊的函数,定义域为正整数集。
  • 数列的极限只有一种变化趋势,n—>∞。
  • 使用定义证明数列有极限,找出通项与极限的误差,找到N即可
  • 数列极限的三个性质——唯一性、有界性、保号性

下一节进入函数极限的内容。

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