2.1 本课重点内容提示
1.数列收敛的判别方法.
(1)用ε−N语言证明数列的极限(用于已知极限值数列的证明).
(2)夹挤定理:
设数列{xn},{yn},{zn},存在N,对于任意的n>N,有
这种解法是错误的,因为数列极限的四则运算中的求和是有限多个,而不是无穷多个,所以不能利用之.
解 注意到
利用夹挤定理,得到
(3)单调有界数列必收敛.
对于数列的通项具有递推关系的数列,例如,可以分别验证数列通项的单调性和有界性,利用单调有界数列必收敛准则,证明数列是收敛的.
(4)柯西(Cauchy)收敛原理证明数列收敛(掌握正反两方面的分析表达).
数列满足Cauchy收敛原理的分析定义:
数列{xn}收敛⇔∀ε>0,存在正整数N,对于任意的自然数m,n>N,有
|xm−xn|<ε.
数列不满足Cauchy收敛原理的分析定义:
数列{xn}不收敛⇔存在ε0>0,对于任意的正整数N,总存在两项xm,xn(m,n>N),使得
|xm−xn|≥ε0.
或者,存在某个ε0>0,不会有这样的正整数N,使当任何自然数m,n>N时,都有
|xm−xn|<ε0.
2.上(下)确界的定义及确界唯一性定理(了解).
3.收敛数列的性质.
(1)唯一性.收敛数列的极限值是唯一的.
(2)有界性.若数列{xn}极限存在,则该数列有界.
注 有界数列不一定收敛,但是单调有界数列一定收敛.
(3)保序性.若两个数列的极限值有序,则从某一项起,两个数列的项保持相同的序:
设且a>b,则存在正整数N,∀n>N,有xn>yn.
应当注意的是,反之不然,例如,
但是
但是,下述结论成立:
设数列{xn},{yn},如果存在正整数N,∀n>N,有xn>yn,则有读者可自己证明该结论.(4)若数列{xn}收敛,则其任何子数列{xkn}与{xn}有相同的极限.
利用其逆否命题,可以判断数列{xn}不收敛.即如果数列{xn}的任意两个子列不收敛,或者收敛到不同的极限值,则{xn}不收敛.例如由此可以证明数列{cosnπ}不收敛.但是下面的结论成立.
例的充分必要条件是
其证明见本课拓展习题讲解的例.