數列:指的是以正整數集為定義域的函數,是一列有序的數。
極限:某一個函數中的某一個變量,這個變量在變大或者變小的過程中,逐漸向一個确定的數值不斷靠近,但是又永遠達不到這個數值,那這個數值就會被稱作極限值。
而數列恰好是函數,數列極限就是要求出這個數列在變大或者變小的過程中,逐漸靠近的一個确定數值是什麼,我們在求數列極限的時候,要轉化成函數極限來做。
圖一
如圖所示,我給出這樣一道例題,設定一個數列xn,然後相關的條件,證明它收斂,以及這個數列的極限。(證明數列收斂,有時候也隻要證明它是一個單調有界的數列,即可直接證明它是一個收斂數列)
拿到題目的時候不要急着做,先對題目進行一個分析。
它說要收斂,也就是證明該數列為收斂數列,想一想對于收斂數列來說,收斂的定義是什麼,對于數列而言,如果說存在一個數列{Xn},而且有一個固定的實數C,如果給出任意的y>0,存在一個正整數N,使得n>N,有Xn-C的絕對值恒小于y,就稱作該數列為收斂數列,注意,這裡數列的極限就是C,各個點的概念不能夠忘記,一定要特别清楚,不清楚的話,即便知道收斂數列的定義也很難做出這道題目了。
圖二
我們先根據題目,可以得到哪些信息,千萬不要着急。
正如我圖中所寫的這樣,當x>0的時候,我們是不是能夠知道e的x次方恒大于1,因為e的零次方剛剛等于零,但是e的x次方是單調遞增的。
然後再慢慢一步步進行推導,得到數列{xn}下有界,這裡隻是證明了它的有界性,那麼我們後面的操作就是要證明該數列的單調性,進而證明該數列是單調有界的。
圖三
最後給出一個解答方案,由圖可知,我們已經證明了該數列的有界性,現在我們要證明它的單調性即可,根據題目給出的條件我們很容易想到用對數的方法來解決,要證明單調性,就是要證明形如xn 1-xn這樣的式子恒大于零或者恒小于零,當然,在這道題目中這個式子恒小于零,那麼就能夠證明該數列是單調遞減的,再根據單調有界準則,我們就可以知道該數列收斂,之後再進行求極限就得到a=0。
注意,為什麼這個方程兩邊可以求導,我們可以這樣理解,你對方程兩邊求導,就是對兩百年同時除以一個dx,隻要dx不等于零,那麼方程兩邊求導後也是相等的,這個一定要注意,因為有很多小夥伴沒弄清楚定義域就對方程兩邊求導,就很容易導緻題目做錯。
最後做個總結,證明數列是否收斂,以及求該數列的極限的題目的時候,我們要認真分析,用好單調有界準則,用好基本極限的求法,求導也要用好,那麼這類題目的難度就不會特别大。
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