大一高数课件第一章 1-3-1 数列的极限
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《高数》数列极限课件PPT
定义与其他概念的关系
极限与连续性的关系
函数的连续性是指在某一点处的极限 值等于该点的函数值,因此,函数的 连续性可以看作是极限的一种特殊情 况。
极限与可导性的关系
极限与积分的关系
积分是研究面积和体积的重要工具, 而积分的计算需要用到极限的概念。
可导性是指函数在某一点处的切线斜 率存在,而这个切线斜率可以通过函 数在该点的极限值来定义。
数列极限与其他数学概念的关系
数列极限与函数极限的关 系
函数极限是数列极限的一个特例,即当自变 量n趋于无穷大时,函数值趋于一个常数, 这个常数就是函数的极限值。函数极限和数 列极限有许多共同的性质和定理,如单侧极 限、连续性等。
数列极限与微积分学
微积分学中的许多概念都与数列极限有关, 如导数、定积分等。通过数列极限,我们可 以更好地理解这些概念的本质和性质。同时 ,微积分学中的许多问题也需要借助数列极
04
数列极限的应用
在数学分析中的应用
极限是数学分析的基本概念之一,数列极限在数学分析中有 着广泛的应用。通过研究数列极限,可以更好地理解函数的 变化趋势、导数和积分的定义和性质等。
数列极限在证明一些数学定理和推导数学公式中也有着重要 的作用。例如,利用数列极限可以证明实数的完备性定理、 级数收敛的判别法等。
数列极限的几何解释
数列极限的几何解释是通过图形直观 地理解数列收敛和发散的概念。在平 面坐标系中,我们可以绘制数列的图 像,通过观察图像的变化趋势来理解 数列的收敛性和发散性。
收敛数列的图像会趋近于一个固定的 点,而发散数列的图像则会远离这个 点。通过比较不同数列的图像,我们 可以更好地理解数列极限的性质和特 点。
闭区间套定理
总结词
闭区间套定理是数列极限存在的一个充分条件,它表明如果一个数列的项构成一个闭区 间套,则该数列收敛。
大学高数第一章函数和极限ppt课件
16
幂函数图像(a 0时)
17
幂函数图像(a 0时)
18
指数函数基本性质
解析式: y ax (a>0,且a 1) 基本特征:定义域为实数集R,值域为(0,+∞),函数 图像必经过点(0,1)
19
对数函数基本性质
解析式: y loga x(a 0,且a 1)
基本特征:定义域为(0,+∞),值域为实数集R,图像
例如函数 y x2 在 (, 0) 上单调递减, 在 (0, ) 上单调递增
7
3.函数的奇偶性
如函数 y f (x) 的定义域 D 关于原点对称,且对于任意 xD ,均有: f (x) f (x) ,则称该函数在其定义域内是偶函数; 若是 f (x) f (x) ,则称该函数在其定义域内是奇函数;
x x0
x x0
lim | x | lim x 1,
x
x x0
x x0
左右极限不相等,所以, lim | x | 不存在. x0 x
也可以从函数的图像上明确地看出该函数的极限不存在
32
例 证明 lim | x | 0 x 0
证:因为 lim | x | lim (x) 0 ,
x0
x0
{x
|
x
2
k
,
k
Z } ,余
切函数定义域为 {x | x k , k Z} ,二者周期T均为
,值域均为(- ∞,+ ∞) ,互为倒数。
22
正切、余切函数基本图像
正切函数图像片段
23
余切函数有限次四则运算和有限 次函数复合所构成的只能用一个解析式表示的函数, 称为初等函数。 例如: y lg x 、y x tan x sin(1 ex )
幂函数图像(a 0时)
17
幂函数图像(a 0时)
18
指数函数基本性质
解析式: y ax (a>0,且a 1) 基本特征:定义域为实数集R,值域为(0,+∞),函数 图像必经过点(0,1)
19
对数函数基本性质
解析式: y loga x(a 0,且a 1)
基本特征:定义域为(0,+∞),值域为实数集R,图像
例如函数 y x2 在 (, 0) 上单调递减, 在 (0, ) 上单调递增
7
3.函数的奇偶性
如函数 y f (x) 的定义域 D 关于原点对称,且对于任意 xD ,均有: f (x) f (x) ,则称该函数在其定义域内是偶函数; 若是 f (x) f (x) ,则称该函数在其定义域内是奇函数;
x x0
x x0
lim | x | lim x 1,
x
x x0
x x0
左右极限不相等,所以, lim | x | 不存在. x0 x
也可以从函数的图像上明确地看出该函数的极限不存在
32
例 证明 lim | x | 0 x 0
证:因为 lim | x | lim (x) 0 ,
x0
x0
{x
|
x
2
k
,
k
Z } ,余
切函数定义域为 {x | x k , k Z} ,二者周期T均为
,值域均为(- ∞,+ ∞) ,互为倒数。
22
正切、余切函数基本图像
正切函数图像片段
23
余切函数有限次四则运算和有限 次函数复合所构成的只能用一个解析式表示的函数, 称为初等函数。 例如: y lg x 、y x tan x sin(1 ex )
《数列极限》课件
性。
适用于任何收敛数列的证明 。
需要选择合适的正数 $varepsilon$,以确保证明
的有效性。
夹逼定理证明法
01 总结词
通过夹逼定理来证明数列的收 敛性。
02 详细描述
03 适用范围
适用于某些收敛数列的证明。
夹逼定理指出,如果存在两个 常数$a$和$b$,使得$a leq a_n leq b$且$lim_{n to infty} a = lim_{n to infty} b = L$, 则数列${a_n}$也收敛于$L$。 通过证明存在这样的常数$a$和 $b$,可以证明数列的收敛性。
利用数列极限探究数学规律或现象,如 探究数学猜想、探究函数的周期性等。
利用数列极限求解复杂数学问题,如求 解高阶导数、求解微分方程等。
详细描述 利用数列极限证明函数的性质或定理。
THANKS
感谢观看
微积分基本定理的推导
01
微积分基本定理的 内容
微积分基本定理是微积分学中的 重要定理,它建立了定积分与不 定积分之间的关系。
02
微积分基本定理的 推导过程
通过极限理论、实数完备性等数 学工具,可以推导出微积分基本 定理。
03
微积分基本定理的 应用
微积分基本定理是计算定积分的 基石,可以用于解决面积、体积 、长度等几何和物理问题。
需要选择合适的正数,以确 保证明的有效性。
柯西收敛准则证明法
总结词
详细描述
适用范围
注意事项
通过柯西收敛准则来证明数 列的收敛性。
柯西收敛准则指出,如果对于任 意正数$varepsilon$,存在正整 数$N$,使得当$n, m > N$时, 有$|a_n - a_m| < varepsilon$ ,则数列收敛。通过证明存在这 样的$N$,可以证明数列的收敛
适用于任何收敛数列的证明 。
需要选择合适的正数 $varepsilon$,以确保证明
的有效性。
夹逼定理证明法
01 总结词
通过夹逼定理来证明数列的收 敛性。
02 详细描述
03 适用范围
适用于某些收敛数列的证明。
夹逼定理指出,如果存在两个 常数$a$和$b$,使得$a leq a_n leq b$且$lim_{n to infty} a = lim_{n to infty} b = L$, 则数列${a_n}$也收敛于$L$。 通过证明存在这样的常数$a$和 $b$,可以证明数列的收敛性。
利用数列极限探究数学规律或现象,如 探究数学猜想、探究函数的周期性等。
利用数列极限求解复杂数学问题,如求 解高阶导数、求解微分方程等。
详细描述 利用数列极限证明函数的性质或定理。
THANKS
感谢观看
微积分基本定理的推导
01
微积分基本定理的 内容
微积分基本定理是微积分学中的 重要定理,它建立了定积分与不 定积分之间的关系。
02
微积分基本定理的 推导过程
通过极限理论、实数完备性等数 学工具,可以推导出微积分基本 定理。
03
微积分基本定理的 应用
微积分基本定理是计算定积分的 基石,可以用于解决面积、体积 、长度等几何和物理问题。
需要选择合适的正数,以确 保证明的有效性。
柯西收敛准则证明法
总结词
详细描述
适用范围
注意事项
通过柯西收敛准则来证明数 列的收敛性。
柯西收敛准则指出,如果对于任 意正数$varepsilon$,存在正整 数$N$,使得当$n, m > N$时, 有$|a_n - a_m| < varepsilon$ ,则数列收敛。通过证明存在这 样的$N$,可以证明数列的收敛
《数列的极限》课件
单调有界定理
总结词
如果一个数列单调增加或单调减少,且存在上界或下界,则该数列存在极限。
详细描述
单调有界定理是数列极限存在性定理中的一个重要推论,它表明如果一个数列单调增加或单调减少,并且存在上 界或下界,那么这个数列存在极限。这是因为单调性保证了数列不会无限增大或减小,而有界性则保证了数列不 会趋于无穷大或无穷小。
数列的极限
目录
CONTENTS
• 数列极限的定义 • 数列极限的性质 • 数列极限的存在性定理 • 数列极限的应用 • 数列极限的证明方法
01 数列极限的定义
CHAPTER
定义及性质
定义
对于数列${ a_{n}}$,如果当$n$趋于无穷大时,$a_{n}$趋于某个常数$a$,则称数列${ a_{n}}$收敛 于$a$。
05 数列极限的证明方法
CHAPTER
定义法
总结词
通过直接使用数列极限的定义来证明数列的极限。
详细描述
定义法是最基本的证明数列极限的方法,它基于数列 极限的定义,通过直接计算数列的项与极限值之间的 差的绝对值,并证明这个差可以任意小,从而证明数 列的极限。
柯西收敛准则证明法
总结词
利用柯西收敛准则来证明数列的极限。
性质
极限的唯一性、四则运算法则、夹逼准则等。
收敛与发散
收敛
当数列的项逐渐接近一个常数时,该 数列称为收敛的。
发散
如果数列的项没有收敛到任何值,则 该数列称为发散的。
收敛的几何意义
几何解释
在数轴上,如果一个数列的项逐渐接 近一个点,那么这个数列就是收敛的 ,而这个点就是它的极限。
举例
考虑数列${ 1, -1, 1, -1, ldots }$,该 数列在$x=0$处收敛,因为当$n$趋 于无穷大时,该数列的项逐渐接近0 。
《高数》数列极限》课件
详细描述
几何级数是每一项都等于前一项乘以一个固 定比例的数列。数列极限的概念用于计算几 何级数的和,帮助我们了解这种数列的增长
趋势和规律。
05
数列极限的扩展知识
无穷级数的概念
要点一
无穷级数定义
无穷级数是无穷多个数按照一定顺序排列的数列,可以表 示为$sum_{n=0}^{infty} a_n$,其中$a_n$是级数的项。
《高数》数列极限》ppt课件
• 数列极限的定义 • 数列极限的性质与定理 • 数列极限的运算 • 数列极限的应用 • 数列极限的扩展知识
01
数列极限的定义
定义及性质
定义
数列的极限是指当项数n无限增大时 ,数列的项无限趋近的数值。
性质
极限具有唯一性、有界性、局部保序 性等性质。
收敛与发散
收敛
如果数列的极限存在,则称该数列收敛。
单调有界定理
如果数列单调递增且有上界或单调递减且有下界,则 该数列收敛。
反例
举出一些不满足单调有界定理的数列,如无界且无周 期的数列等。
应用
单调有界定理在证明某些数学问题时具有重要应用, 如求函数的极值点等。
柯西收敛准则
柯西收敛准则
数列收敛的充要条件是对于任意 给定的正数$varepsilon$,存在 正整数$N$,使得当$n,m>N$时 ,有$|a_n - a_m|<varepsilon$ 。
幂级数求极限
幂级数求极限的方法
介绍如何利用幂级数的方法求极限,包 括将函数展开为幂级数,并利用幂级数 的性质求极限。
VS
举例说明
通过具体例子演示如何运用幂级数求极限 ,如求lim(x->0) (1+x)^1/x的极限值。
高数数列的极限PPT课件
注意:有界性是数列收敛的必要条件.
推论 无界数列必定发散.
22
定理2(收敛数列的有界性)如 果 数 列 {xn}收 敛 , 那么它 一定有界。
证: 设 limxn =a, 取 =1, 则 N , 当 nN 时, 有
n
xn a 1, 从而有
x n =(xna)a xna a1 a
取
M = mx a 1,x x 2, ,x N,1 a
4
例1 求抛物线y=x2、直线x=1和x轴所围成的曲边梯形的面积.
(1) 用直线 x=i(i=1,2, ,n1)把曲边梯形分成n个窄条,
第i个窄条的面积n用高为
i
n
1
2
的小矩形面积
i
n
1
2
1
近似之.
n
(2)以n个小矩形面积的和作为曲边
y
梯形面积的近似值:
y=x2
Sn
=
n i
i=1
xn
a xn
=
a
x n 1 xn
=
1 (1 2
a xn2
)
1(1 a) =1 2a
∴数列单调递减有下界,故极限存在,设 nl im xn =A
则由递推公式有 A = 1 ( A a )
A= a
2A
x10, xn0,故 nl im xn= a
机动 目录 上页 下页 返回 结束
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
n
a=12a
a=1
不对! 此处 limxn =
n
推论 无界数列必定发散.
22
定理2(收敛数列的有界性)如 果 数 列 {xn}收 敛 , 那么它 一定有界。
证: 设 limxn =a, 取 =1, 则 N , 当 nN 时, 有
n
xn a 1, 从而有
x n =(xna)a xna a1 a
取
M = mx a 1,x x 2, ,x N,1 a
4
例1 求抛物线y=x2、直线x=1和x轴所围成的曲边梯形的面积.
(1) 用直线 x=i(i=1,2, ,n1)把曲边梯形分成n个窄条,
第i个窄条的面积n用高为
i
n
1
2
的小矩形面积
i
n
1
2
1
近似之.
n
(2)以n个小矩形面积的和作为曲边
y
梯形面积的近似值:
y=x2
Sn
=
n i
i=1
xn
a xn
=
a
x n 1 xn
=
1 (1 2
a xn2
)
1(1 a) =1 2a
∴数列单调递减有下界,故极限存在,设 nl im xn =A
则由递推公式有 A = 1 ( A a )
A= a
2A
x10, xn0,故 nl im xn= a
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
n
a=12a
a=1
不对! 此处 limxn =
n
数列的极限ppt
恒有 f ( x) A .
记作 lim f ( x) A 或 x x0 0 ( x x0 )
注意:{x 0 x x0 }
f ( x0 0) A.
{ x 0 x x0 } { x x x0 0}
. Sept. 26 Mon
Review
1.数列极限性质:唯一性,有界性,夹逼性, 保号性;
定理 : lim f ( x) A x x0
f ( x0 0) f ( x0 0) A.
lim
n
xn
a,
或 xn a (n ).
如果数列没有极限,就说数列是发散的.
注意:1. 不等式 xn a 刻划了 xn 与 a 的无限接近;
2. N 与任意给定的正数 有关.
极限的 N 定义:
lim
n
xn
a
0, N 0,使 n N 时,恒有 xn a .
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x1 , x2 ,, xi ,xn ,
xn1 , xn2 ,, xnk ,
xn
1
(1)n 2
子列 1,1,
0,0,
0, 1, 0, 1,
定义3. 设有序列{ xn },若 M 0,对一切n 都有: | xn | M 则称 {xn} 是有界序列。
例: 0,1,0,1,
为有界序列。
二. 数列极限的定义
有界,几个特殊数列的极限; 。
《高等数学教学课件汇编》数列的极限
若lim(x→∞)f(x)=A>0,则存在某正数X, 当|x|>X时,有f(x)>0。
若lim(x→-∞)f(x)=A>0,则存在某 负数X,当x<-X时,有f(x)>0。
无穷小量与无穷大量
无穷小量
在自变量的某个变化过程中,绝对值无限减小的变量称为无 穷小量。
无穷大量
在自变量的某个变化过程中,绝对值无限增大的变量称为无 穷大量。
致密性定理
总结词
致密性定理是极限存在定理中的一个重要内容,它指出如果一个序列的子序列在某个点处收敛,则该 序列在该点处也收敛。
详细描述
致密性定理是数学分析中的一个基本定理,它为研究数列和函数的极限问题提供了重要的理论依据。 该定理的证明过程涉及到实数的完备性、闭区间套定理等数学分析中的基本概念和性质。致密性定理 的应用非常广泛,例如在求数列的极限、证明函数的极限存在等方面都有重要的应用。
3
闭区间套定理
如果数列满足闭区间套定理的条件,则该数列收 敛。
02
极限的运算性质
四则运算性质
加法性质
若lim(x→x0)f(x)=A,lim(x→x0)g(x)=B,则lim(x→x0)[f(x)+g(x)]=A+B。
减法性质
若lim(x→x0)f(x)=A,则lim(x→x0)[-f(x)]=-A。
函数的极限存在等方面都有重要的应用。
柯西收敛准则
总结词
柯西收敛准则是一个判断数列或函数是 否收敛的充要条件,它指出如果一个数 列任意两个相邻项之间的差的绝对值可 以任意小,则该数列收敛。
VS
详细描述
柯西收敛准则是数学分析中的一个重要定 理,它为研究数列和函数的极限问题提供 了重要的理论依据。该定理的证明过程涉 及到实数的完备性、闭区间套定理等数学 分析中的基本概念和性质。柯西收敛准则 的应用非常广泛,例如在求数列的极限、 证明函数的极限存在等方面都有重要的应 用。
数列极限-PPT精选文档
2.几个重要极限:
1 0 limC C (C为常数) lim n n n
q 0 当 q 1 时 lim n
n
3.我们可以将an看成是n的函数即an=f(n),n∈N*,an就
是一个特殊的函数,对于一般的函数f(x) x∈R是否有同
样的结论?
3、数列极限的运算法则 lim bn=B 如果 lim an=A,
n
n 1
例2:已) 5 a n b n
2
求常数a、b、c的值。
例3.已知数列{ an }是由正数构成的数列, a1=3,且满足于lgan =lgan-1 +lgc,其中 n 是 大于1的整数,c 是正数
(1)求数列{ an }的通项公式及前n项和Sn
例1:求下列极限
2n n7 (1 )lim 2 5 n 7 n
2
(2 )lim ( n nn )
2 n
2 4 2 n 2 . . . . . 2) ( 3 ) l i m (n 2 n n n
a ( 1 a ) ( 1 a) ( a 1 ) ( 4 ) l i m n 1 n 1 a ) ( 1 a ) . . . . . . . . . . . n a (
2 a n 求 的 值 (2) lim n n 2 a n 1
n 1
课堂小结 1、极限的四则运算,要特别注意四则运 算的条件是否满足。
2.几个重要极限:
limC C (C为常数)
n
1 lim 0 n n
q 0 当 q 1 时 lim n
n
2、本节复习内容是数列极限在代数,平 面几何、三角、解析几何中的综合应用, a1 尤其要注意公式S= 的运用。 1 q
高等数学第一章函数极限(共41张PPT)
记 x lx 0 i作 0 m f(x ) A或 f(x 0 0 ) A . (x x 0 )
右极限 0,0,使x0当 xx0时 , 恒f有 (x)A.
记 x lx 0 i作 0 m f(x ) A或 f(x 0 0 ) A . (x x 0 )
注 :{ x 0 意 x x 0 } { x 0 x x 0 } { x x x 0 0 }
0 取 mx 0 i,n x 0 {}
当 0 |xx0|时恒有
| x x0||xxx 00|
例4 证明 lim a x 1 (a 1) x0 证 0 (不妨设ε<1)
要|使 ax1|
只 1 须 a x 1
又 la o ( 1 只 ) g x l须 a o ( 1 ) g
令 mia n 1 1 { ,llo o a(1 g g )}
x
问题: 如何用精确的数学数学语言刻划函数“无限 接近”.
f(x )A 表f(示 x )A 任;意小
xX表x示 的过 . 程
1. 定义 :
定义1 如果对于任意给定的正数 (不论它多么小), 总存在着正数X,使得对于适合不等式x X的一切 x,所对应的函数值f (x)都满足不等式f (x) A , 那末常数A就叫函数f (x)当x 时的极限,记作 limf(x) A 或 f(x)A(当x)
1. 定义:
定义2 如果对于任意给定的正数 (不论它多
么小),总存在正数 ,使得对于适合不等式
0 x x0 的一切x ,对应的函数值f (x) 都 满足不等式 f (x) A ,那末常数A 就叫函数
f (x)当x x0时的极限,记作
lim f (x) A 或
xx0
f (x) A(当x x0)
f ( xn )
右极限 0,0,使x0当 xx0时 , 恒f有 (x)A.
记 x lx 0 i作 0 m f(x ) A或 f(x 0 0 ) A . (x x 0 )
注 :{ x 0 意 x x 0 } { x 0 x x 0 } { x x x 0 0 }
0 取 mx 0 i,n x 0 {}
当 0 |xx0|时恒有
| x x0||xxx 00|
例4 证明 lim a x 1 (a 1) x0 证 0 (不妨设ε<1)
要|使 ax1|
只 1 须 a x 1
又 la o ( 1 只 ) g x l须 a o ( 1 ) g
令 mia n 1 1 { ,llo o a(1 g g )}
x
问题: 如何用精确的数学数学语言刻划函数“无限 接近”.
f(x )A 表f(示 x )A 任;意小
xX表x示 的过 . 程
1. 定义 :
定义1 如果对于任意给定的正数 (不论它多么小), 总存在着正数X,使得对于适合不等式x X的一切 x,所对应的函数值f (x)都满足不等式f (x) A , 那末常数A就叫函数f (x)当x 时的极限,记作 limf(x) A 或 f(x)A(当x)
1. 定义:
定义2 如果对于任意给定的正数 (不论它多
么小),总存在正数 ,使得对于适合不等式
0 x x0 的一切x ,对应的函数值f (x) 都 满足不等式 f (x) A ,那末常数A 就叫函数
f (x)当x x0时的极限,记作
lim f (x) A 或
xx0
f (x) A(当x x0)
f ( xn )
《高等数学》PPT课件-第一章极限
②逆命题不成立:有界列不一定收敛. ③数列有界是收敛的必要条件(不充分).
2.1.2 函数极限 【数列极限】
【函数的极限】 有
—— 整标函数 两大类情形
【直观定义】在x→∞时,函数值f (x)无限接近于一 个确定的常数A ,称A为f (x)当x→∞时的极限. 记作
[两种特殊情况]
[定理] [例如]
注意 无穷多个无穷小的代数和未必是无穷小.
定理3 有界函数与无穷小的乘积是无穷小. 推论1 在同一过程中,有极限的变量与无穷小的乘 积是无穷小. 推论2 常数与无穷小的乘积是无穷小. 推论3 有限个无穷小的乘积也是无穷小.
都是无穷小
2.3.2无穷大
绝对值无限增大的变量称为无穷大.
特殊情形:正无穷大,负无穷大.
[极限存在定理] [例1] [证]
左右极限存在但不相等, [注] 一般而言, 分段函数的极限要分左右极限考察.
2.1.3函数极限的性质
1.[唯一性]
2.[ 局部有界性]
[定理2]
3.[ 保号性] [定理3]
2.2 极限运算法则
定理
推论1
常数因子可以提到极限记号外面. 推论2
2.3 无穷小量与无穷大量
注意 (1)无穷大是变量,不能与很大的数混淆;
(3)无穷大是一种特殊的无界变量,但是无 界变量未必是无穷大.
2.3.3无穷小与无穷大的关系
定理4 在同一过程中,无穷大的倒数为无穷小; 恒不为零的无穷小的倒数为无穷大.
意义 关于无穷大的讨论,都可归结为关于无穷小 的讨论.
2.3.4 无穷小量的比较
二、极限
2.1 极限的定义
2.1.1 数列极限
截丈问题: “一尺之棰,日截其半,万世不竭”
2.1.2 函数极限 【数列极限】
【函数的极限】 有
—— 整标函数 两大类情形
【直观定义】在x→∞时,函数值f (x)无限接近于一 个确定的常数A ,称A为f (x)当x→∞时的极限. 记作
[两种特殊情况]
[定理] [例如]
注意 无穷多个无穷小的代数和未必是无穷小.
定理3 有界函数与无穷小的乘积是无穷小. 推论1 在同一过程中,有极限的变量与无穷小的乘 积是无穷小. 推论2 常数与无穷小的乘积是无穷小. 推论3 有限个无穷小的乘积也是无穷小.
都是无穷小
2.3.2无穷大
绝对值无限增大的变量称为无穷大.
特殊情形:正无穷大,负无穷大.
[极限存在定理] [例1] [证]
左右极限存在但不相等, [注] 一般而言, 分段函数的极限要分左右极限考察.
2.1.3函数极限的性质
1.[唯一性]
2.[ 局部有界性]
[定理2]
3.[ 保号性] [定理3]
2.2 极限运算法则
定理
推论1
常数因子可以提到极限记号外面. 推论2
2.3 无穷小量与无穷大量
注意 (1)无穷大是变量,不能与很大的数混淆;
(3)无穷大是一种特殊的无界变量,但是无 界变量未必是无穷大.
2.3.3无穷小与无穷大的关系
定理4 在同一过程中,无穷大的倒数为无穷小; 恒不为零的无穷小的倒数为无穷大.
意义 关于无穷大的讨论,都可归结为关于无穷小 的讨论.
2.3.4 无穷小量的比较
二、极限
2.1 极限的定义
2.1.1 数列极限
截丈问题: “一尺之棰,日截其半,万世不竭”
高数1-3-1极限的四则运算法则
=
1 1 1 2 lim[(1 2 )(1 2 ) (1 2n )] n 2 2 2
2 lim[(1
n
=
1 2
2n
)(1
1 2
=
2n
)]
=
2 lim(1
n
1 2
2
n 1
)
2
高 等 数 学
Higher mathematics
8.利用左右极限求分段函数极限
证: 因 lim f ( x) A , lim g ( x) B , 有
f ( x) A , g ( x) B , 其中 , 为无穷小
设
A A 1 ( B A ) B B B ( B ) 无穷小
有界
f ( x) A 因此 为无穷小, g ( x) 1 B 1 2 由极限与无穷小关系定理 B , 得 g ( x) B
x 2 5 x 4 12 5 1 4 lim 2 1 3 0 x1 2 x 3
解: (4)x = 3 时 分母 = 0 , 分子≠0 , 但因
32 5 3 6 2 0 3 3 3 10
高 等 数 学
Higher mathematics
0 , 0 , 当 0 u a 时, 有 f (u) A 对上述 2 0 , 当 0 x x0 2 时, 有 ( x) a
高 等 数 学
Higher mathematics
定理5. 设
且 x 满足 则有
时,
( x) a , 又
x,
无穷小分出法:以分母中自变 量的最高次幂除分子、分母, 以分出无穷小,然后再求极限.
1 1 1 2 lim[(1 2 )(1 2 ) (1 2n )] n 2 2 2
2 lim[(1
n
=
1 2
2n
)(1
1 2
=
2n
)]
=
2 lim(1
n
1 2
2
n 1
)
2
高 等 数 学
Higher mathematics
8.利用左右极限求分段函数极限
证: 因 lim f ( x) A , lim g ( x) B , 有
f ( x) A , g ( x) B , 其中 , 为无穷小
设
A A 1 ( B A ) B B B ( B ) 无穷小
有界
f ( x) A 因此 为无穷小, g ( x) 1 B 1 2 由极限与无穷小关系定理 B , 得 g ( x) B
x 2 5 x 4 12 5 1 4 lim 2 1 3 0 x1 2 x 3
解: (4)x = 3 时 分母 = 0 , 分子≠0 , 但因
32 5 3 6 2 0 3 3 3 10
高 等 数 学
Higher mathematics
0 , 0 , 当 0 u a 时, 有 f (u) A 对上述 2 0 , 当 0 x x0 2 时, 有 ( x) a
高 等 数 学
Higher mathematics
定理5. 设
且 x 满足 则有
时,
( x) a , 又
x,
无穷小分出法:以分母中自变 量的最高次幂除分子、分母, 以分出无穷小,然后再求极限.
《高数数列极限》PPT课件
如果数列没有极限,就说数列是发散的.
注意:
1. 不等式 xna 刻 画了xn 和a 的“无限接近”,
2. 必须是可以任意小的,不能只是局限于某些个别的;
2. N与 有关, 通常随着 的不同而变化; 3. 但对于固定的, N又是不唯一的!
n 3. nN 刻画了变标 的变n 化程度, 与 N 无关! 10
12
上下
例2.
xn (n(11)n)2 , 证明 n l i m xn0.
证:
xn0
(1)n (n1)2
0
(n
1 1)2
1 n 1
0(设 1),
欲使
xn0,只要
1
n1
,
即
1
n
1.
取 故
Nn l i[ 1m xn1 ],n l 那 当i m 么(n ( 1 n1 ) n )2N 0 时,
就有
上下
➢几何解释:
a 2 a x 2 x1 xN1 a xN2 x 3 x
当 nN 时 ,所 有 x n 都 的 ( 落 a 点 ,a 在 )内 ,
只有 (至 有多 限 N 个 )落 只 个 在 有 . 其外
➢.符号定义: ln i m xn a
0 , N 0 , 当 n N 时 , 有 x n a .
取 N m N 1 ,N a 2 ,及x b2a
则n 当 N时有 b 2axnab 2a
xn
ab 2
b 2axnbb 2a
xn
ab 2
矛盾. 故收敛数列极限唯一.
15
上下
二、收敛数列的性质
2.有界性 【定理2】 收敛的数列必定有界.
只 要 n 1 0 0 0 0 时 ,有xn1100 100;
高等数学PPT课件:数列的极限
4
2, 4, 8, 16, 32, ; {2n }
1, 1, 1, 1, 1, ; {(1)n1 }
2, 1 , 4 , 3 , 6 ; 2345
{n (1)n1 } n
5
数列的极限
数列的几何表示 : 数列对应着数轴上一个点列.
x1 x3 x2 x4 xn
数列可看作自变量为正整数 n的函数:
所以,
lim
n
xn
C.
15
数列的极限
四、收敛数列的性质
1. 有界性
定义 数列{ xn}, 若存在M > 0, 使得一切自然数 n
恒有 | xn | M 成立, 称数列 { x有n }界;
否则 无界.
如:
数列 xn
n n1
有界; 数列 xn 2n 无界.
数轴上对应于有界数列的点 x落n 在
闭区间 [ M上, M. ]
2
数列的极限
正六边形的面积 A1
正十二边形的面积 A2
正6 2形n的1 面积 An
A1 , A2 , A3 , , An ,
S
R
3
数列的极限
二、数列的概念
定义 按照自然数的顺序排列的一列数
x1 , x2 , xn , 简记为{ xn },
xn 数列{xn}的 通项(general term)(一般项)
7
数列的极限
研究数列{1 (1)n1 }当 n 时的变化趋势. n
当n无限增大时, xn无限接近于1.
“无限接近”意味着什么?
如何用数学语言刻划它.
|
xn
1
|
(1 (1)n1
1)1 n
1 n
xn 1 可以要多么小就多么小, 只要n充分大.
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1 2 n
x3
x1
x 2 x4
xn
2.数列是整标函数
xn f (n).
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的变化趋势.
播18-28放
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
n
所以,
n
lim xn C .
说明:常数列的极限等于同一常数. 小结: 用定义证数列极限存在时,关键是任意给定 0, 寻找N,但不必要求最小的N.
四、数列极限的性质
1、有界性
定义: 对数列 x n , 若存在正数 M , 使得一切自 然数 n, 恒有 xn M 成立, 则称数列 x n 有界, 否则, 称为无界.
1
1 使得当n N时, 有 xn a 成立, 2 1 1 即当n N时, xn (a , a ), 2 2
区间长度为1.
而xn无休止地反复取 1, 1 两个数,
不可能同时位Leabharlann 长度为1的区间内.事实上, { xn }是有界的, 但却发散.
注意:有界性是数列收敛的必要条件.
定理3
收敛数列的任一子数列也收敛.且极限相同.
推论:如果一个数列有两个子数列收敛于不同的极限,那么 这个数列发散。 例如
xn 1
n1
的子列 x2k 1,
x2k 1 1
xn 发散
发散的数列也可能有收敛的子列。
五、小结
数列:研究其变化规律; 数列极限:极限思想、精确定义、几何意义; 收敛数列的性质:
有界性、唯一性、子数列的收敛性.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
x 问题: 当 n 无限增大时, n 是否无限接近于某一 确定的数值?如果是,如何确定?
通过上面演示实验的观察:
( 1)n1 当 n 无限增大时, xn 1 无限接近于 1. n
问题: “无限接近”意味着什么?如何用数学语言刻划它.
1 有 xn 1 , 10000
给定 0,
只要 n N ( [ ])时,
1
有 xn 1 成立.
定义
如果对于任意给定的正数 (不论它多么小),总存
在正数
N , 使 得 对 于 n N 时 的 一 切 xn , 不 等 式
x n a 都成立,那末就称常数 a 是数列 x n 的极限,
第三节
• • • • •
数列的极限
一、概念的引入 二、数列的定义 三、数列的极限 四、数列极限的性质 五、小结
一、概念的引入
1、割圆术:
“割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
幻灯片 3-11播放
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
正六边形的面积 A1
正十二边形的面积
A2
R
S
正 6 2n1 形的面积 An
2、唯一性
定理2 每个收敛的数列只有一个极限.
3、子数列的收敛性
定义:在数列xn 中任意抽取无限多项并 保持 的一个数列称为原数列xn 的子数列(或子列).
例如, x1 , x 2 ,, x i , x n ,
这些项在原数列xn 中的先后次序,这样得 到
x n1 , x n2 ,, x nk ,
A1 , A2 , A3 ,, An ,
二、数列的定义
定义:按自然数1,2,3, 编号依次排列的一列数
x1 , x 2 , , x n ,
项, x n 称为通项(一般项).数列(1)记为{ x n } .
(1)
称为无穷数列,简称数列.其中的每个数称为数列的
注意: 1.数列对应着数轴上一个点列.可看作一 动点在数轴上依次取 x , x ,, x ,.
xn 1 ( 1) n 1 1 1 n n
1 1 1 由 , 只要 n 100时, 有 xn 1 1 , 给定 , n 100 100 100
1 给定 , 1000
只要 n 1000时,
有 xn 1
1 , 1000
1 给定 , 只要 n 10000时, 10000
恒有 xn a 1,
记 M max{ x1 ,, x N , a 1 , a 1 },
则对一切自然数n,皆有 xn M , 故xn 有界 .
推论
无界数列必定发散.
例5
证
证明数列xn ( 1)n1 是发散的.
设 lim xn a ,
n
由定义, 对于 , 则N , 2
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
x N 2 x3
a
x
注意: 数列极限的定义未给出求极限的方法.
例1
n ( 1)n1 证明 lim 1. n n
n ( 1) n 1 1 证 x 1 1 n n n
任给 0, 要 xn 1 ,
1 只要 , n
或n ,
1
所以,
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
0, N 0, 使n N时,恒有 xn a .
其中 : 每一个或任给的 : 至少有一个或存在 ; .
几何解释:
当n N时, 所有的点 xn都落在(a , a )内, 只有有限个(至多只有N个)落在其外.
a
x2 x1 x N 1
2
a
取N [ ], 则当n N时,
1
n ( 1)n1 就有 1 n
n ( 1)n1 即 lim 1. n n
例2
证
设xn C (C为常数), 证明 lim xn C .
n
任给 0 , 对于一切自然数n , x C C C 0 成立,
或者称数列 x n 收敛于 a ,记为
lim x n a , 或 x n a ( n ).
n
如果数列没有极限,就说数列是发散的.
注意:
1.不等式 xn a 刻划了xn与a的无限接近;
2. N与任意给定的正数
有关.
N定义 :
n
lim xn a
例如, 数列 x n
n ; 有界 n1
数列 xn 2n. 无界
数轴上对应于有界数列的点 x n 都落在闭区间[ M , M ] 上.
定理1 证
收敛的数列必定有界.
设 lim xn a ,
n
由定义, 取 1, 则N , 使得当n N时
即有 a 1 xn a 1.
x3
x1
x 2 x4
xn
2.数列是整标函数
xn f (n).
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的变化趋势.
播18-28放
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
n
所以,
n
lim xn C .
说明:常数列的极限等于同一常数. 小结: 用定义证数列极限存在时,关键是任意给定 0, 寻找N,但不必要求最小的N.
四、数列极限的性质
1、有界性
定义: 对数列 x n , 若存在正数 M , 使得一切自 然数 n, 恒有 xn M 成立, 则称数列 x n 有界, 否则, 称为无界.
1
1 使得当n N时, 有 xn a 成立, 2 1 1 即当n N时, xn (a , a ), 2 2
区间长度为1.
而xn无休止地反复取 1, 1 两个数,
不可能同时位Leabharlann 长度为1的区间内.事实上, { xn }是有界的, 但却发散.
注意:有界性是数列收敛的必要条件.
定理3
收敛数列的任一子数列也收敛.且极限相同.
推论:如果一个数列有两个子数列收敛于不同的极限,那么 这个数列发散。 例如
xn 1
n1
的子列 x2k 1,
x2k 1 1
xn 发散
发散的数列也可能有收敛的子列。
五、小结
数列:研究其变化规律; 数列极限:极限思想、精确定义、几何意义; 收敛数列的性质:
有界性、唯一性、子数列的收敛性.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
x 问题: 当 n 无限增大时, n 是否无限接近于某一 确定的数值?如果是,如何确定?
通过上面演示实验的观察:
( 1)n1 当 n 无限增大时, xn 1 无限接近于 1. n
问题: “无限接近”意味着什么?如何用数学语言刻划它.
1 有 xn 1 , 10000
给定 0,
只要 n N ( [ ])时,
1
有 xn 1 成立.
定义
如果对于任意给定的正数 (不论它多么小),总存
在正数
N , 使 得 对 于 n N 时 的 一 切 xn , 不 等 式
x n a 都成立,那末就称常数 a 是数列 x n 的极限,
第三节
• • • • •
数列的极限
一、概念的引入 二、数列的定义 三、数列的极限 四、数列极限的性质 五、小结
一、概念的引入
1、割圆术:
“割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
幻灯片 3-11播放
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
正六边形的面积 A1
正十二边形的面积
A2
R
S
正 6 2n1 形的面积 An
2、唯一性
定理2 每个收敛的数列只有一个极限.
3、子数列的收敛性
定义:在数列xn 中任意抽取无限多项并 保持 的一个数列称为原数列xn 的子数列(或子列).
例如, x1 , x 2 ,, x i , x n ,
这些项在原数列xn 中的先后次序,这样得 到
x n1 , x n2 ,, x nk ,
A1 , A2 , A3 ,, An ,
二、数列的定义
定义:按自然数1,2,3, 编号依次排列的一列数
x1 , x 2 , , x n ,
项, x n 称为通项(一般项).数列(1)记为{ x n } .
(1)
称为无穷数列,简称数列.其中的每个数称为数列的
注意: 1.数列对应着数轴上一个点列.可看作一 动点在数轴上依次取 x , x ,, x ,.
xn 1 ( 1) n 1 1 1 n n
1 1 1 由 , 只要 n 100时, 有 xn 1 1 , 给定 , n 100 100 100
1 给定 , 1000
只要 n 1000时,
有 xn 1
1 , 1000
1 给定 , 只要 n 10000时, 10000
恒有 xn a 1,
记 M max{ x1 ,, x N , a 1 , a 1 },
则对一切自然数n,皆有 xn M , 故xn 有界 .
推论
无界数列必定发散.
例5
证
证明数列xn ( 1)n1 是发散的.
设 lim xn a ,
n
由定义, 对于 , 则N , 2
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
三、数列的极限
( 1)n1 观察数列{1 } n 当 n 时的 变化趋势.
x N 2 x3
a
x
注意: 数列极限的定义未给出求极限的方法.
例1
n ( 1)n1 证明 lim 1. n n
n ( 1) n 1 1 证 x 1 1 n n n
任给 0, 要 xn 1 ,
1 只要 , n
或n ,
1
所以,
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
一、概念的引入
1、割圆术: “割之弥细,所失 弥少,割之又割, 以至于不可割,则 与圆周合体而无所 失矣” ——刘徽
0, N 0, 使n N时,恒有 xn a .
其中 : 每一个或任给的 : 至少有一个或存在 ; .
几何解释:
当n N时, 所有的点 xn都落在(a , a )内, 只有有限个(至多只有N个)落在其外.
a
x2 x1 x N 1
2
a
取N [ ], 则当n N时,
1
n ( 1)n1 就有 1 n
n ( 1)n1 即 lim 1. n n
例2
证
设xn C (C为常数), 证明 lim xn C .
n
任给 0 , 对于一切自然数n , x C C C 0 成立,
或者称数列 x n 收敛于 a ,记为
lim x n a , 或 x n a ( n ).
n
如果数列没有极限,就说数列是发散的.
注意:
1.不等式 xn a 刻划了xn与a的无限接近;
2. N与任意给定的正数
有关.
N定义 :
n
lim xn a
例如, 数列 x n
n ; 有界 n1
数列 xn 2n. 无界
数轴上对应于有界数列的点 x n 都落在闭区间[ M , M ] 上.
定理1 证
收敛的数列必定有界.
设 lim xn a ,
n
由定义, 取 1, 则N , 使得当n N时
即有 a 1 xn a 1.