說到數列,我想大家都已經知道了什麼是數列,從高中就已經接觸到了,當然了,高中對數列的認識并沒有那麼深,今天我們從數列極限開始,逐步更加深入的了解一下數列。
數列極限定義:
設{Xn}為一數列,如果存在一個實數a,對于∀ε>0,∃N∈N ,使得當n>N時,有|Xn-a|<ε,那麼就稱為數列{Xn}收斂于a,實數a稱為數列{Xn}的極限,如果實數a不存在,就稱數列發散。
有了數列極限的定義,我們很容易得到下面的3個結論:
①、收斂數列的極限必定唯一。
②、收斂數列必定有界。
③、設數列{Xn},{Yn}是兩個收斂數列,若{Xn}收斂于a,{Yn}收斂于b,且a<b,那麼∃N∈N ,當n>N時,就有Xn<Yn。
關于上面結論很容易證明,下面我們将簡單證明一下。
證明①:
我們設數列{Xn}有兩個極限,分别為a、b,并設a<b,并取ε=(b-a)/2,根據數列極限定義我們分别得到∃N∈N ,當n>N時,有| Xn-a|<ε=(b-a)/2。同樣也能得到,∃N'∈N ,當n>N'時,有| Xn-b|<ε=(b-a)/2,我們取n>max{N,N'}時,就得到上面都成立,這樣我們就會分别得到Xn<(b a)/2與Xn>(b a)/2,然而這是不可能的,因此可得a=b。
證明②:
設數列{Xn}收斂于a,并取ε=1,那麼根據數列極限定義,有∃N∈N ,當n>N時,就有| Xn-a|<1,得到a-1<Xn<a 1,而對于前面有限項,必有最大項于最小項,因此由上面的讨論知,存在正數M,使得對于任意的n,有|Xn|<M,因此數列有界。
證明③:
取ε=(b-a)/2,根據數列極限定義我們分别得到∃N'∈N ,當n>N'時,有| Xn-a|<ε=(b-a)/2。同樣也能得到,∃N''∈N ,當n>N''時,有| Yn-b|<ε=(b-a)/2,我們取N=max{N',N''}時,就得到上面都成立,這樣我們就得到當n>N時,就有Xn<(b a)/2與Yn>(b a)/2,即得證。
由上面的結論③我們還可以推得常用的性質,把上面③的數列{Xn}與{Yn}分别當做常數數列0,例如,把數列{Xn}作為常數項0數列時,我們得到,設{Yn}收斂于b,且0<b,那麼∃N∈N ,當n>N時,就有Yn>0。
當然了,我們由③還能得到夾逼定理。
夾逼定理:
設有三個數列{Xn}、{Yn}、{Zn},∃N∈N ,當n>N時,成立Xn≤Yn≤Zn,且數列{Xn}、{Zn}都收斂于a,那麼數列{Yn}也收斂于a。
這個定理的證明隻需要上面的結論③就可以證明,讀到此處的讀者可以自己證明一下。
有了數列的這些性質,我們下面将介紹閉區間套定理以及有限覆蓋定理。希望感興趣的可以關注一下哦。
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