数学分析习作-数列极限及函数极限的异同
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XX大学
数学分析习作课(1)读书报告
题目:数列极限与函数极限的异同
(定义,存在条件,性质,运算四方面的对比)学院:物理科学技术学院
专业:数理基础科学
、学号:
任课教师:
时间:2009-12-26摘要
极限是数学中极其重要的概念之一,极限的思想是人们认知数学世界解决数学问题的
重要武器,是高等数学这个庞大的数学体系得以建立的基础和基石;
极限在数学中处于基础的地位,它是解决微积分等一系列重要数学问题的前提和基础;
极限是一种思维,在学习高数时最好理解透彻了,在线代中没什么用.但是概率中用的比较多,另外物理中许多都用到了极限的思维,它也能帮助更好的理解一些物理知识;在高等数学中,极限是一个重要的概念,极限可分为数列极限与函数极限,下面是关于两种极限的简要联系与说明。
关键词:数列极限与函数极限的定义,存在条件,性质,运算
一数列极限与函数极限的定义
1、数列与函数:
a 、数列的定义:数列是指按自然数编了号的一串数:x 1,x 2,x 3,…,x n ,…. 通常记作{x n },也可将其看作定义在自然数集N 上的函数x n =N n n f ∈),(, 故也称之为整标函数。
b 、函数的定义:如果对某个围X 的每一个实数x ,可以按照确定的规律f ,得到Y 唯
一一个实数y 和这个x 对应,我们就称f 是X 上的函数,它在x 的数值(称为函数值)是y ,记为)(x f ,即)(x f y =。
称x 是自变量,y 是因变量,又称X 是函数的定义域,当x 遍取X 的所有实数
时,在f 的作用下有意义,并且相应的函数值)(x f 的全体所组成的围叫作函数f 的值域,要注意的是:值域不一定就是Y ,它当然不会比Y 大,但它可能比Y 小。
2、 (一)数列极限的定义:
对数列}{x n ,若存在常数A ,对N n N >∀∈∃>∀,N ,0ε,有
ε<-A x
n
,则称
数列收敛且收敛于A ,并称数列}{x n
的极限为A ,记为x
n
n lim ∞
→=A.
例1.试用定义验证:01
lim =∞→n n .
证明:分析过程,欲使,1
01ε<=-n
n
只需ε
1
>
n 即可,故
εεε<->∀+⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡=∃>∀01:,11,0n N n N .
例2.试用定义验证:).11(lim <<-=∞
→q n
证明:分析过程.欲使[]ε
<=-n
n q q 0,
只需q
n lg lg ε
>
(注意0lg ∀⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=∃n
q N n q N
对于比较复杂的表达式n n A x α=-,一般地,我们通过运算,适当放大,将n
α变形简化到n β,既使得对于0>∀ε由不等式εβ N n >时,恒成立不等式εβ 贯穿这一思路。 例3.试用定义验证:.31 4 2322 2lim =-++-∞→n n n n n 证明:分析过程. ε<<-+-= --++-<>n n n n n n n n n n n 1 95) 423(310 531423222 222. 故, εεε<-++->∀⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=∃>∀4232:},2,1max{,022n n n n N n N . 例4.试用定义验证:)1(11lim >=-∞ →a a n n . 证明:分析过程.欲使εα<=-=-n n n a a 11,注意到n n a α+=1, 利用不等式Bernoulli 得, 只需εα<< n a n .故 N n a N >∀+⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=∃>∀,1,0εε:ε<-1n a . 例5.试用定义验证:1lim =∞ →n n n . 证明:分析过程.仿照上例的证法,记n n n α+=1,有 2 2 )1(1)1(n n n n n n αα-+≥+=, 只需εα< n 2 .故 0>∀ε,122+⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=∃εN ,N n >∀.:ε<-1n n . 例6.关于数列{}n x ,证明:若对于某个常数A 以及)1,0(∈q ,N N ∈∃0,0N n >∀: A x q A x n n -≤--1, 则有A x n n =∞ →lim . 证明:由0lim =∞ →n n q 可知, ∈∃>∀1,0N εN ,1N n >∀:1 00+-<