说到数列,我想大家都已经知道了什么是数列,从高中就已经接触到了,当然了,高中对数列的认识并没有那么深,今天我们从数列极限开始,逐步更加深入的了解一下数列。
数列发散(数列发散则它的所有子列都发散)
数列极限定义:
设{Xn}为一数列,如果存在一个实数a,对于?ε>0,?N∈N+,使得当n>N时,有|Xn-a|<ε,那么就称为数列{Xn}收敛于a,实数a称为数列{Xn}的极限,如果实数a不存在,就称数列发散。
有了数列极限的定义,我们很容易得到下面的3个结论:
①、收敛数列的极限必定唯一。
②、收敛数列必定有界。
③、设数列{Xn},{Yn}是两个收敛数列,若{Xn}收敛于a,{Yn}收敛于b,且a<b,那么?N∈N+,当n>N时,就有Xn<Yn。
关于上面结论很容易证明,下面我们将简单证明一下。
证明①:
我们设数列{Xn}有两个极限,分别为a、b,并设a<b,并取ε=(b-a)/2,根据数列极限定义我们分别得到?N∈N+,当n>N时,有|Xn-a|<ε=(b-a)/2。同样也能得到,?N∈N+,当n>N时,有|Xn-b|<ε=(b-a)/2,我们取n>max{N,N}时,就得到上面都成立,这样我们就会分别得到Xn<(b+a)/2与Xn>(b+a)/2,然而这是不可能的,因此可得a=b。
证明②:
设数列{Xn}收敛于a,并取ε=1,那么根据数列极限定义,有?N∈N+,当n>N时,就有|Xn-a|<1,得到a-1<Xn<a+1,而对于前面有限项,必有最大项于最小项,因此由上面的讨论知,存在正数M,使得对于任意的n,有|Xn|<M,因此数列有界。
证明③:
取ε=(b-a)/2,根据数列极限定义我们分别得到?N∈N+,当n>N时,有|Xn-a|<ε=(b-a)/2。同样也能得到,?N∈N+,当n>N时,有|Yn-b|<ε=(b-a)/2,我们取N=max{N,N}时,就得到上面都成立,这样我们就得到当n>N时,就有Xn<(b+a)/2与Yn>(b+a)/2,即得证。
由上面的结论③我们还可以推得常用的性质,把上面③的数列{Xn}与{Yn}分别当做常数数列0,例如,把数列{Xn}作为常数项0数列时,我们得到,设{Yn}收敛于b,且0<b,那么?N∈N+,当n>N时,就有Yn>0。
当然了,我们由③还能得到夹逼定理。
夹逼定理:
设有三个数列{Xn}、{Yn}、{Zn},?N∈N+,当n>N时,成立Xn≤Yn≤Zn,且数列{Xn}、{Zn}都收敛于a,那么数列{Yn}也收敛于a。
这个定理的证明只需要上面的结论③就可以证明,读到此处的读者可以自己证明一下。
有了数列的这些性质,我们下面将介绍闭区间套定理以及有限覆盖定理。希望感兴趣的可以关注一下哦。
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