用極限定義證明極限

2022-02-13 06:16:33 字數 873 閱讀 9919

例1、用數列極限定義證明:

上面的系列式子要想成立,需要第乙個等號和不等號(1)、(2)、(3)均成立方可。第乙個等號成立的條件是n>2;不等號(1)成立的條件是22;不等號(4)成立的條件是,故取n=max。這樣當n>n時,有n>7,。

因為n>7,所以等號第乙個等號、不等式(1)、(2)、(3)能成立;因為,所以不等式(4)能成立,因此當n>n時,上述系列不等式均成立,亦即當n>n時,。

在這個例題中,大量使用了把乙個數字放大為n或的方法,因此,對於具體的數,可把它放大為kn(k為大於零的常數)的形式

例2、用數列極限定義證明:

不等號(1)成立的條件是,故取n=max,則當n>n時,上面的不等式都成立。

注:對於乙個由若干項組成的代數式,可放大或縮小為這個代數式的一部分。如:

例3、已知,證明數列an的極限是零。

證明:,欲使成立

由不等式解得:,由於上述式子中的等式和不等號(1)對於任意的正整數n都是成立的,因此取,則當n>n時,不等號(2)成立,進而上述系列等式和不等式均成立,所以當n>n時,。

在上面的證明中,設定,而數列極限定義中的是任意的,為什麼要這樣設定?這樣設定是否符合數列極限的定義?

在數列極限定義中,n是乙個正整數,此題如若不設定,則就有可能不是正整數,例如若=2,則此時n=-1,故為了符合數列極限的定義,先設定,這樣就能保證n是正整數了。

那麼對於大於1的,是否能找到對應的n?能找到。按照上面已經證明的結論,當=0.

5時,有對應的n1,當n>n1時,<0.5成立。因此,當n>n1時,對於任意的大於1的,下列式子成立:

<0.5<1<,亦即對於所有大於1的,我們都能找到與它相對應的n=n1。因此,在數列極限證明中,可限小。只要對於較小的能找到對應的n,則對於較大的就自然能找到對應的n。

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