数列的极限有关知识点(高等数学1)
极限是同学们从高中数学过渡到高等数学的第一个需要学习的概念。
那么什么是极限呢?
下面举几个例子。
1.有一天你捡到了一块金条,但你发现每过一分钟,金条的长度就少了1/2,随着时间的推移,金条的长度会逐渐趋近于0,但永远不会等于0。
2.高速公路上的小型客车的最高行驶速度是每小时110公里。
3.我对你的忍耐已经到了极限。
简单的说极限就是变量在一定的变化过程中,因变量无限趋近于一个值。
通过以上对极限概念的简单阐述,相信同学们都已经对极限有了大致的了解,下面我们一起来开启新世界的大门吧!
第一章 极限
(1)数列极限的定义
首先,我们来观察一个简单的数列
由函数图像我们可以发现当n趋于 ∞时,Xn趋于0,我们记为
那么我们要怎么用数学语言证明数列{Xn}的极限是0呢?
首先,两个数的接近可以用两个数的绝对值之差来衡量,即|b-a|越小,b越接近a。
于是我们只要证明:对∀ ε>0, |Xn-0|<ε ,
即无论ε是一个多么小的值,数列{Xn}总能给出一个比ε还要小的值。
按照以上理论:
由此,我们可以引出数列极限的一般定义:
设数列{Xn}为一数列,如果存在常数a,对任意给定的正数ε(不论它多么小),总存在正整数N,使得当n>N时, 不等式|Xn-a|<ε恒成立。(注:也称数列{Xn}收敛于a,若这样的a不存在,则说数列是发散的)
最后出一个例题来加深下同学们的印象:
分析:即证|Xn-1|<ε, 即1/(n 1)<ε,
因为1/(n 1)<1/n, 故找到 1/n<ε(n>1/ε,令N=1/ε)就能得出n>N以后的项都满足|Xn-1|<ε。
证明:
∀ε>0, ∃ N=1/ε, 当n>N时,有|Xn-1|<ε,故原命题得证。
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