數列極限運演算法則
① 數列極限四則運演算法則是什麼意思
數列極限的四則運演算法則如下:
當數列{an},{bn}分別以a,b為極限時,數列{an±bn}的極限是a±b,數列{anbn}的極限是ab;當bbn不等於0時,{an/bn}的極限是a/b;當函數f,g分別以a,b為極限時,函數f±b的極限是a±b,函數fg的極限是ab;當bg不等於0時,{f/g}的極限是a/b。
數列極限的四則運演算法則證明方法如下:
定理:設{an}與{bn}為收斂數列,則
(1)lim(n->∞)(an±bn)=lim(n->∞)an±lim(n->∞)bn;
(2)lim(n->∞)(an·bn)=lim(n->∞)an·lim(n->∞)bn.
若bn≠0且lim(n->∞)bn≠0,則lim(n->∞)(an/bn)=lim(n->∞)an/lim(n->∞)bn.
證:設lim(n->∞)an=a,lim(n->∞)bn=b,則ε>0,正整數N,
使當n>N時,有|an-a|<ε; |bn-b|<ε.
(1)則|(an+bn)-(a+b)|≤|an-a|+|bn-b|<2ε.
所以lim(n->∞)(an+bn)=lim(n->∞)an+lim(n->∞)bn;
∵an-bn=an+(-bn),
所以lim(n->∞)(an-bn)=a-b=lim(n->∞)an-lim(n->∞)bn.
(2)由有界性定理,存在正數M,對一切n有|bn|<M.
∴|an·bn-ab|=|bn(an-a)+a(bn-b)|≤|bn||an-a|+|a||bn-b|<(|bn|+|a|)ε<(M+|a|)ε.
∴lim(n->∞)(an·bn)=lim(n->∞)an·lim(n->∞)bn.
∵an/bn=an·1/bn,所以lim(n->∞)(an/bn)=lim(n->∞)an/lim(n->∞)bn.
② 數列極限的運演算法則
數列極限的運演算法則如下:
前提條件:
各數列均有極限;
相加減時必須是有限個數列才能用法則。
極限的三大性質:
極限的唯一性、極限的有界性、極限的保序性。
極限的定義(描述性的):
如果當項數n無限增大時,無窮數列的項an無限地趨近於某個常數a(即 無限地接近於0),a叫數列的極限,可記做當n→+∞時,an→a。
an無限接近於a的方式有三種:
遞增的數列,an無限接近於a,即an是在常數a的左邊無限地趨近於a;
遞減數列,an無限地趨近於a,即an是在常數a的右邊無限地趨近於a;
擺動數列,an無限地趨近於a,即an是在無限擺動的過程中無限地趨近於a。
嚴格定義:
即ε-N定義:對於任何正數ε(不論它多麼小),總存在某正數N,使得當n>N時,一切an都滿足 ,a叫數列的極限。
「xn以a為極限」的幾何解釋:
將常數a及數列各項x1,x2,...,xn,...在數軸上找出相應的點,再在數軸上作開區間(aε,a+ε)。
當n>N時,滿足|xn−a|<ε,亦即滿足a−ε<xn<a+ε。也就是說從N+1開始,以後無窮多項都落在開區間(a−ε,a+ε)內。