数列的极限和无穷大量
数列的极限和无穷大量
- 数列
- 极限定义
- 有界数列
- 极限运算
- 单调有界数列
- 无穷大
- 无穷的运算
数列
首先明确数列的定义
无穷多个数按次序一个接一个地排列下去,就构成一个数列。无穷多个数按次序一个接一个地排列下去,就构成一个数列。无穷多个数按次序一个接一个地排列下去,就构成一个数列。
数列的一般项记作{xn}{x_n}{xn}
极限定义
假设一个数列为{1n}{\frac{1}{n}}{n1},那么当nnn越大,它就越接近0,所以我们说数列{1n}{\frac{1}{n}}{n1}的极限为000,下面给出了数列极限的定义
设{xn}是一个数列,a是实数,如果对任意给定的ε>0,总存在一个正整数N,当n>N时,都有∣xn−a∣<ε,我们就称a是数列{xn}的极限,或者称数列{xn}收敛,且收敛于a,记为设{x_n}是一个数列,a是实数,如果对任意给定的\varepsilon>0,总存在一个正整数N,当n>N时,都有|x_n-a|<\varepsilon,我们就称a是数列{x_n}的极限,或者称数列{x_n}收敛,且收敛于a,记为设{xn}是一个数列,a是实数,如果对任意给定的ε>0,总存在一个正整数N,当n>N时,都有∣xn−a∣<ε,我们就称a是数列{xn}的极限,或者称数列{xn}收敛,且收敛于a,记为
limn→∞xn=a\lim\limits_{n\rarr\infin}x_n=an→∞limxn=a
特别地,当a=0时,这种数列被称为无穷小量。我们称没有极限的数列是发散的。特别地,当a=0时,这种数列被称为无穷小量。我们称没有极限的数列是发散的。特别地,当a=0时,这种数列被称为无穷小量。我们称没有极限的数列是发散的。
数列极限有一些十分重要的性质:
- 若limn→∞xn=a,limn→∞yn=b,且a>b,则总存在正整数N,当n>N时,不等式xn>yn成立若\lim\limits_{n\rarr\infin}x_n=a,\lim\limits_{n\rarr\infin}y_n=b,且a>b,则总存在正整数N,当n>N时,不等式x_n>y_n成立若n→∞limxn=a,n→∞limyn=b,且a>b,则总存在正整数N,当n>N时,不等式xn>yn成立
- 若数列{xn}收敛,则它的极限是唯一的若数列{x_n}收敛,则它的极限是唯一的若数列{xn}收敛,则它的极限是唯一的
- 若存在正整数N,当n>N时,有xn⩽yn⩽zn,且limn→∞xn=limn→∞zn=a,则limn→∞yn=a若存在正整数N,当n>N时,有x_n\leqslant{y_n}\leqslant{z_n},且\lim\limits_{n\rarr\infin}x_n=\lim\limits_{n\rarr\infin}z_n=a,则\lim\limits_{n\rarr\infin}y_n=a若存在正整数N,当n>N时,有xn⩽yn⩽zn,且n→∞limxn=n→∞limzn=a,则n→∞limyn=a
有界数列
若存在两个数A,B(设A<b),数列{xn}的每一项都在闭区间[A,B]内,则称{xn}为有界数列,称A为它的下界,B为它的上界。若存在两个数A,B(设A<b),数列{x_n}的每一项都在闭区间[A,B]内,则称{x_n}为有界数列,称A为它的下界,B为它的上界。若存在两个数A,B(设A<b),数列{xn}的每一项都在闭区间[A,B]内,则称{xn}为有界数列,称A为它的下界,B为它的上界。
性质:
有极限的数列是有界的。有极限的数列是有界的。有极限的数列是有界的。
极限运算
两个数列极限的运算与基本四则运算基本一致,需要注意无穷小量等同0处理
单调有界数列
如果一个数列的每一项都大于等于前一项,我们就称这个数列是单调增加的,如果一个数列的每一项都严格大于前一项,我们就称这个数列是严格单调增加的,单调减少和严格单调减少同理。
这里有一个很重要的结论:
单调有界数列必有极限。单调有界数列必有极限。单调有界数列必有极限。
无穷大
对于一部分数列来说,它不是越来越接近一个值,而是无限制的增大,我们称它的极限为无穷大,下面给出它的严格定义:
设{xn}是一个数列,如果对任意给定的G>0,总存在正整数N,当n>N时,必有∣xn∣>G,我们称{xn}是一个无穷大量,记为设{x_n}是一个数列,如果对任意给定的G>0,总存在正整数N,当n>N时,必有|x_n|>G,我们称{x_n}是一个无穷大量,记为设{xn}是一个数列,如果对任意给定的G>0,总存在正整数N,当n>N时,必有∣xn∣>G,我们称{xn}是一个无穷大量,记为
limn→∞xn=∞\lim\limits_{n\rarr\infin}x_n=\infinn→∞limxn=∞
或
xn→∞(n→∞)x_n\rarr{\infin}(n\rarr{\infin})xn→∞(n→∞)
无穷大有一些重要的性质:
- 无穷大包含正无穷大和负无穷大
- 无穷大量的倒数是无穷小量
无穷的运算
- 都是正(负)无穷大的量之和也是正(负)无穷大量
- 有界数列和无穷大量的和也是无穷大量
- 收敛数列和无穷大量的乘积是无穷大量
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