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數列極限公式大全

生活 更新时间:2024-12-24 10:51:25

數列的極限

對于無窮數列,我們在高中已經學過很多很多,其中有一些數列有特點,我們看範例。

數列極限公式大全(數列的極限)1

我們可以觀察發現,

數列極限公式大全(數列的極限)2

會越來越小,最後無限趨近于0

數列極限公式大全(數列的極限)3

一個正一個負,但最後也會無限趨近于0

數列極限公式大全(數列的極限)4

會越來越大,雖然不容易看出來,但它們最後也會趨近于一個常數2

而相應的另兩個數列

數列極限公式大全(數列的極限)5

顯然最後不會趨近于一個常數,前者在兩個數之間跳,後者趨近于無窮。

然後,數學家上場了,他們說,我們下定義吧。

如果數列趨近于一個常數,則稱這個數列是收斂的,否則就稱這個數列是發散的。并且用符号

數列極限公式大全(數列的極限)6

上例中,我們就可以這樣寫

數列極限公式大全(數列的極限)7

似乎很清楚了哦。但是這樣直接顯得數學家都很低端,于是他們開發出了一套語言,專門用于描述極限,不過,那真的隻是數學家玩的,咱們不理他就好了。

什麼?什麼?你想看看數學家的這個描述?那好吧,我表演給你看,看得懂看,看不懂拉倒。

數列極限公式大全(數列的極限)8

我個人感覺是,亂七八糟說得什麼啊。明明很簡單明白的事,說得辣麼複雜!

當然,像本文所舉的數列,極限很容易看出來,有些數列的極限就不太容易看出來,需要稍微計算一下。例如

數列極限公式大全(數列的極限)9

就不這麼容易看出來。這就需要一些運算和簡單結論,以下結論顯然得不能再顯然了。

數列極限公式大全(數列的極限)10

有了這些簡單顯然的結論,稍微複雜的極限也就好算了。

數列極限公式大全(數列的極限)11

數列極限公式大全(數列的極限)12

有了數列極限的工具,就可以輕松破解著名的芝諾悖論:

讓烏龜在運動員阿基裡斯前面1000米處開始,和阿基裡斯賽跑,并且假定阿基裡斯的速度是烏龜的10倍。當比賽開始後,若阿基裡斯跑了1000米,設所用的時間為t,此時烏龜便領先他100米;當阿基裡斯跑完下一個100米時,他所用的時間為t/10,烏龜仍然前于他10米;當阿基裡斯跑完下一個10米時,他所用的時間為t/100,烏龜仍然前于他1米…… 芝諾認為,阿基裡斯能夠繼續逼近烏龜,但決不可能追上它。

我們可以設,阿基裡斯跑到第一個烏龜點,用時t

阿基裡斯跑到第二個烏龜點,用時t/10

阿基裡斯跑到第三個點,用時t/100

……

阿基裡斯跑到第n個點,用時t/10^n

于是阿基裡斯追上烏龜的總用時

數列極限公式大全(數列的極限)13

也就是說,阿基裡斯追上烏龜的時間是有限的,雖然是無窮數列,但數列的和并不是無窮。

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