数列上下极限的不同定义方式及相关性质中学教育高考_中学教育-中学课件.pdf
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1、目录 数列上下极限的不同定义方式及相关性质 一、.数列的上极限、下极限的定义 01 1.用数列的聚点”来定义.01 2.用数列的确界”来定义.02 3.数列上、下极限定义的等价性.02 二、.数列的上、下极限的性质及定理 04 参考文献.14 英文摘要.15 数列上下极限的不同定义方式及相关性质-完整版学习资料分享-定义数列上下极限定义的等价性二数列的上下极限的性质及定理参考文献英文摘要数列上下极限的不同定义方式及相关性质完整版学习资料分享摘要数列的上下极限的概念是极限概念的延伸由于它们在正项级数敛散性的判别法中的相关定理关键词数列上极限下极限聚点函数一数列的上极限下极限的定义关于数列的上极限
2、下极限的定义常见的有如下两种形式用数列的聚点来定义定义若在数的任一邻域内都含有数列兀的无限多项则称为数列乙的一个聚点例数列个聚点且存在最大聚点与最小聚点不难证明正上下界点列的最大小聚点为于是无上下界点列有非正常上下极限例口数列上下极限定义的等价性下面我们来证明一下数列上下极限定义的等价性即也忙忑证明如果以由于关于川单调递减摘 要:数列的上、下极限的概念是极限概念的延伸,由于它们在正项级数敛散性的判别法中的 重要作用.又成为数学分析中重要的理论部分本文主要讨论了数列的上下极限的两种定义方式 及其等价证明和一些相关定理.关键词:数列、上极限、下极限.聚点、函数 一.数列的上极限.下极限的定义 关于
3、数列的上极限、下极限的定义常见的有如下两种形式:1.用“数列的聚点”来定义 定义1若在数a的任一邻域内都含有数列 兀 的无限多项,则称a为数列 乙 的一个聚点.例1数列(-ir)有聚点-1与1;n+数列抽手有-1,-芈,0,芈和1五个聚点;数列丄只有一个聚点0;n 常数列1,1,丄只有一个聚点1.定义2有界数列 暫 的最大聚点皎与最小聚点、分别称为数列 兀 的上极 限和下极限,记作 ay=lim;a小=limx”例 2 ih(-l)/r=1,nm(-l)=-1“TZ 7?+l 三 n+厂.nrt n7t 11 m sin=1 Jim sin=一1“Tz 4 k 4 lim =lim-=0 Tg
4、 n ii 2.用“数列的确界”来定义 定义3任给数列兀,定义 定义数列上下极限定义的等价性二数列的上下极限的性质及定理参考文献英文摘要数列上下极限的不同定义方式及相关性质完整版学习资料分享摘要数列的上下极限的概念是极限概念的延伸由于它们在正项级数敛散性的判别法中的相关定理关键词数列上极限下极限聚点函数一数列的上极限下极限的定义关于数列的上极限下极限的定义常见的有如下两种形式用数列的聚点来定义定义若在数的任一邻域内都含有数列兀的无限多项则称为数列乙的一个聚点例数列个聚点且存在最大聚点与最小聚点不难证明正上下界点列的最大小聚点为于是无上下界点列有非正常上下极限例口数列上下极限定义的等价性下面我们
5、来证明一下数列上下极限定义的等价性即也忙忑证明如果以由于关于川单调递减lim xn=lim sup兀;limxM=lim inf 母(1)HT+X”TOC 立”去左”7 炷“定义数列上下极限定义的等价性二数列的上下极限的性质及定理参考文献英文摘要数列上下极限的不同定义方式及相关性质完整版学习资料分享摘要数列的上下极限的概念是极限概念的延伸由于它们在正项级数敛散性的判别法中的相关定理关键词数列上极限下极限聚点函数一数列的上极限下极限的定义关于数列的上极限下极限的定义常见的有如下两种形式用数列的聚点来定义定义若在数的任一邻域内都含有数列兀的无限多项则称为数列乙的一个聚点例数列个聚点且存在最大聚点与
6、最小聚点不难证明正上下界点列的最大小聚点为于是无上下界点列有非正常上下极限例口数列上下极限定义的等价性下面我们来证明一下数列上下极限定义的等价性即也忙忑证明如果以由于关于川单调递减分别称为数列兀的上极限和下极限.若定义1中的d可允许是非正常点P或Y0,贝IJ:任一点列 兀 至少有一个聚 点,且存在最大聚点与最小聚点不难证明:正上(下)界点列的最大(小)聚点为 -HC(-OO).于是,无上(下)界点列有非正常上(下)极限+oc(Y)例 3 lim(-1)+1)/7=-HO,lim(-1)5=Jim(l)nw=s 口 T+*3.数列上.下极限定义的等价性 下面我们来证明一下数列上、下极限定义的等价
7、性,即 a=lim xn=limsupjx;TY 也 a-=limxn=liminfxA)忙忑“TOO kn 证明:如果limsup以=+8,由于supxA关于川单调递减,所以sup兀=+s,T8 k9x kn kn Pn N 于是,可取 nx eN(自然数)sl.x 1,又可取 n2 eN,n2 n,s.t.x 2,-,所以,得到数列暫的子列卜;+00(+00).这就证明了+S为数列的聚点,且 为最大聚点大山此可得 a t=lim xn=+co=limsiip耳);如果 limsupx,V+cc,则 limsupx.=-s 或实数.i kn”7 kn 设d数列兀的任一聚点,则必有耳的子列,V
8、心饨 叫 SsiipxJ,kn =limxn/supxj,a n 所以,数列儿的最大聚点满足 lim x 易见,y,+oo)中最多含有数列兀中的有限多项因 此,37VeN,当kN时,有忑vy,从而,当nN时,有 定义数列上下极限定义的等价性二数列的上下极限的性质及定理参考文献英文摘要数列上下极限的不同定义方式及相关性质完整版学习资料分享摘要数列的上下极限的概念是极限概念的延伸由于它们在正项级数敛散性的判别法中的相关定理关键词数列上极限下极限聚点函数一数列的上极限下极限的定义关于数列的上极限下极限的定义常见的有如下两种形式用数列的聚点来定义定义若在数的任一邻域内都含有数列兀的无限多项则称为数列乙
9、的一个聚点例数列个聚点且存在最大聚点与最小聚点不难证明正上下界点列的最大小聚点为于是无上下界点列有非正常上下极限例口数列上下极限定义的等价性下面我们来证明一下数列上下极限定义的等价性即也忙忑证明如果以由于关于川单调递减完整版学习资料分享一定义数列上下极限定义的等价性二数列的上下极限的性质及定理参考文献英文摘要数列上下极限的不同定义方式及相关性质完整版学习资料分享摘要数列的上下极限的概念是极限概念的延伸由于它们在正项级数敛散性的判别法中的相关定理关键词数列上极限下极限聚点函数一数列的上极限下极限的定义关于数列的上极限下极限的定义常见的有如下两种形式用数列的聚点来定义定义若在数的任一邻域内都含有数
10、列兀的无限多项则称为数列乙的一个聚点例数列个聚点且存在最大聚点与最小聚点不难证明正上下界点列的最大小聚点为于是无上下界点列有非正常上下极限例口数列上下极限定义的等价性下面我们来证明一下数列上下极限定义的等价性即也忙忑证明如果以由于关于川单调递减sup“S”kn 由此可得 lira sup兀 n 令ythxS,推岀 limsiipl*n“ty 综合上述,有 a.=lim xn=limsupx).“T+H TH 畑 类似 的可证明或应用上式于-暫可证得 a.=limx,=liminfix.丿 OC如k 如果lim infxj=-oc,山于infjx 关于单调递减,所以infx&=Y,对“TY kn
11、 k9i k 5N.于是,可取自然数山使得XnX使得 S-oo,则 lim infx =+oo 或实数.HT-oo kiui/r-x kn 设a数列”的任一聚点,则必有%,的子列,兀”6/(/-HO).任意的n是自 然数当时,有 x infx,*ktin a lim inf 忑 n-4-x k it 所以,数列的最小聚点满足 另一方面,对任意的y limx”易见,(-s,y中最多含有数列 兀 中的有限多项.定义数列上下极限定义的等价性二数列的上下极限的性质及定理参考文献英文摘要数列上下极限的不同定义方式及相关性质完整版学习资料分享摘要数列的上下极限的概念是极限概念的延伸由于它们在正项级数敛散性
12、的判别法中的相关定理关键词数列上极限下极限聚点函数一数列的上极限下极限的定义关于数列的上极限下极限的定义常见的有如下两种形式用数列的聚点来定义定义若在数的任一邻域内都含有数列兀的无限多项则称为数列乙的一个聚点例数列个聚点且存在最大聚点与最小聚点不难证明正上下界点列的最大小聚点为于是无上下界点列有非正常上下极限例口数列上下极限定义的等价性下面我们来证明一下数列上下极限定义的等价性即也忙忑证明如果以由于关于川单调递减山此可得 lim infxk y.令 y-limx 1,推出|91 综合上述,有 lim infxk lim a j、=Hm 斗=lim inf 忑)応忑 HTZ k9l 下面二、数
13、设有数列性质1 性质2 lim xn limx“(2)lim xn=A lim xn=lim xn=A/r-+x“T+x 因此,存在N是自然数当kN时,有兀y,从而,当nN时,有 例4用上下极限理论证明:若耳是有界发散数列,则存在兀的两个子列收 敛于两个不同的极限.证明:因为数列发散的充要条件是于是存在兀的两个子列 T+30“TOO x妆,心,使lhn f=Yirn x,Inn=lim x”,即存在xtl的两个子列收敛于 不同的极限.性质3(保不等式性质)设有界数列兀,儿满足:存在(0,当nNo时有兀S儿,则 lim xn 4-30 f!”lim.v/r 0,当nN时有aalx0时 0,当yn
14、,川fWC 如此应用阻心(儿再根据(3),此即 从而*鱼叫 S lim anp 性质4设兀no,儿“5=12),则 lim兀鱼卫片S lim俎儿limx/f-lim片 HTOO TOC“TOC f+X lim x”lim yn lim xnyn 0)TV XT+30 ll-X 证明:分三种情况讨论 1、若linLy/r0,则儿中有无穷多项大于零,作新序列 则儿TO,且匝儿=匝需,对xj y;应用(4)有 因收敛,lim xn=lim x“=lim xn,“T+3C 題V)叮=lhn(xnynr=lhnxnyn(因兀 0)lim暫儿=lim兀lim儿 訂 T+W+X/IW-X 在限制条件下,li
15、m xn 0,因此充分大时有xn 0,这时等式明显成立.3、若 Y v lim yn 0,使得lim(儿+C)0,+x lim xnyn+lim 忑C=lim 忑 lim ytl+lim 兀】C n4-X”J2+-X n4-W”T 0C /*00 lim xnyn=lim xn-lim yn,证毕.”f+x”fhOC HT+00 性质5在不发生(土s)+(q:s)情况下,有如下不等式成立:定义数列上下极限定义的等价性二数列的上下极限的性质及定理参考文献英文摘要数列上下极限的不同定义方式及相关性质完整版学习资料分享摘要数列的上下极限的概念是极限概念的延伸由于它们在正项级数敛散性的判别法中的相关定
16、理关键词数列上极限下极限聚点函数一数列的上极限下极限的定义关于数列的上极限下极限的定义常见的有如下两种形式用数列的聚点来定义定义若在数的任一邻域内都含有数列兀的无限多项则称为数列乙的一个聚点例数列个聚点且存在最大聚点与最小聚点不难证明正上下界点列的最大小聚点为于是无上下界点列有非正常上下极限例口数列上下极限定义的等价性下面我们来证明一下数列上下极限定义的等价性即也忙忑证明如果以由于关于川单调递减所以1、lim xf1+lim 儿 lim(xn+yn)lim xn+lim yn X”/rX ”TY+3C r 2、limxn+lim yn-+-X HT+X 事实上,这里的等号可以不发生,如对 片=
17、0,2,0,2,0,2,这时+儿=121,2,12 limxn+limyn=0 口 TOO lim(xn+儿)=2 v lim x/r+lim 儿=3 例6证明:若耳收敛,则对任意儿(“=12),有 lhnc(xn+yn)=lhnxn+lhn 儿 证:我们已有lim兀+lim儿 lim(xn+儿)lim +lim儿“TH 訂 TY”T+X”TTO Hf+X 注意暫收敛,因此萼胞=您和 lim x”+lim yn lim(xn+儿)lim A;,+lim yn B卩成立.訂TOO+X HT+R f+X F1T7O 例 7 证明:(1)limxn+lim ytl lim(xfl+儿)limxl2+
18、lim yn“TOC TOO f X f A f+X(2)lim x,.+lim yn lim(xn+yn)证:先证:(1)设 lim xn=a HT+30 则依上极限定义,V 0,数列兀中至多只有N项大于d+G而有穷项小于 即对,至多有N项小于-a-,而有穷项大于T7+G 所以依下极限定义,有 lim(-xw)=-a,即 lim(-xj=_ lim xn.“TOO;rx n+x 设 limxtl=a,lim yn=b,lim(x/r+y/t)=a+b “TOO fOC TOO 定义数列上下极限定义的等价性二数列的上下极限的性质及定理参考文献英文摘要数列上下极限的不同定义方式及相关性质完整版学
19、习资料分享摘要数列的上下极限的概念是极限概念的延伸由于它们在正项级数敛散性的判别法中的相关定理关键词数列上极限下极限聚点函数一数列的上极限下极限的定义关于数列的上极限下极限的定义常见的有如下两种形式用数列的聚点来定义定义若在数的任一邻域内都含有数列兀的无限多项则称为数列乙的一个聚点例数列个聚点且存在最大聚点与最小聚点不难证明正上下界点列的最大小聚点为于是无上下界点列有非正常上下极限例口数列上下极限定义的等价性下面我们来证明一下数列上下极限定义的等价性即也忙忑证明如果以由于关于川单调递减 依下极限定义,Vw0,BN,当”N 时,有暫+儿 vc+不妨设 =*(d+Z?-C),则当nN时,xn+yH
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