数列的极限问题是我们学习的一个比较重要的部分,同时,极限的理论也是高等数学的基础之一。数列极限的问题作为微积分的基础概念,其建立与产生对微积分的理论有着重要的意义。
数列的极限问题是我们学习的一个比较重要的部分,同时,极限的理论也是高等数学的基础之一。数列极限的问题作为微积分的基础概念,其建立与产生对微积分的理论有着重要的意义。
定义 若函数
的定义域为全体正整数集合,则称为数列。因正整数集的元素可按由小到大的顺序排列,故数列也可写作
或可简单地记为,其中称为该数列的通项。
定义设为数列
,a为定数。若对任给的正数,总存在正整数N,使得当时有则称数列收敛于a,定数a称为数列的极限,并记作
若数列没有极限,则称不收敛,或称发散。
等价定义任给
,若在(a-ε,a+ε)之外数列中的项至多只有有限个,则称数列收敛于极限a。当n>N时,所有的点xn都落在(a-ε,a+ε)内,只有有限个(至多只有N个)在其外,如图1所示
唯一性 若数列
收敛,则它只有一个极限。有界性 若数列
收敛,则 为有界数列,即存在正数 ,使得对一切正整数n有保号性 若
(或 ),则对 (或 ),存在正数N,使得当 时,有 (或 )。保不等式性 设
与 均为收敛数列。若存在正数 ,使得当迫敛性 设收敛数列
, 都以a为极限,数列 满足:存在正数
,当 时有 则数列 收敛,且四则运算法则
若
与 为收敛数列,则 , , 也都是收敛数列,且有若再假设
及 ,则 也是收敛数列,且有单调有界定理 在实数系中,单调有界数列必有极限。
致密性定理 任何有界数列必有收敛的子列。
(1)求极限
解:
(2)求极限
解:
因为
且
所以,由迫敛性可得