《高等數學備課教案:第一章 函數、極限與連續(xù) 第三節(jié)數列的極限》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高等數學備課教案:第一章 函數、極限與連續(xù) 第三節(jié)數列的極限(4頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、第三節(jié) 數列的極限
極限思想是由于求某些實際問題的精確解答而產生的. 例如,我國古代數學家劉徽(公元3世紀)利用圓內接正多邊形來推算圓面積的方法----割圓術(參看光盤演示), 就是極限思想在幾何學上的應用. 又如,春秋戰(zhàn)國時期的哲學家莊子(公元4世紀)在《莊子.天下篇》一書中對“截丈問題”(參看光盤演示)有一段名言:“一尺之棰, 日截其半, 萬世不竭”,其中也隱含了深刻的極限思想.
極限是研究變量的變化趨勢的基本工具,高等數學中許多基本概念,例如連續(xù)、導數、定積分、無窮級數等都是建立在極限的基礎上. 極限方法又是研究函數的一種最基本的方法. 本節(jié)將首先給出數列極限的定義.
2、
分布圖示
★ 極限概念的引入 ★ 數列的定義
★ 數列的極限 ★ 數列極限的嚴格定義
★ 例1 ★ 例2 ★ 例3 ★ 例4
★ 例5 ★ 例6 ★ 例7 ★ 例8
★ 收斂數列的有界性
★ 極限的唯一性 ★ 例9
★ 收斂數列的保號性 ★ 子數列的收斂性
★ 內容小結
3、 ★ 課堂練習
★ 習題 1-3 ★ 返回
內容要點
一、數列的定義
二、數列的極限
論證法,其論證步驟為:
(1)對于任意給定的正數, 令 ;
(2)由上式開始分析倒推, 推出 ;
(3)取 ,再用語言順述結論.
三、收斂數列的有界性
四、極限的唯一性
五、收斂數列的保號性
六、子數列的收斂性
例題選講
數列的極限
例1 (E01)下列各數列是否收斂, 若收斂, 試指出其收斂于何值.
(1);
4、(2); (3); (4).
解 (1)數列即為
易見,當無限增大時, 也無限增大, 故該數列是發(fā)散的;
(2)數列即為
易見,當無限增大時,無限接近于0, 故該數列是收斂于0;
(3)數列即為
易見,當無限增大時, 無休止地反復取1、-1兩個數,而不會接近于任何一個確定的常數,故該數列是發(fā)散的;
(4)數列即為
易見,當無限增大時, 無限接近于1, 故該數列是收斂于1.
例2 (E02) 證明
證 由,故對任給要使只要即所以,若取則當時,就有
即
5、
例3 設(為常數),證明
證 因對任給對于一切自然數恒有所以, 即:常數列的極限等于同一常數.
注:用定義證數列極限存在時,關鍵是:對任意給定的尋找但不必要求最小的
例4 證明其中
證 任給若則若欲使
必須即故對任給若取則當時,就有
從而證得
例5 設且求證
證 任給由
要使即要
對當時,
從而當時,恒有故
例6 用數列極限定義證明
證 由于只要解得
因此,對任給的取則時,
成立,
即
6、 例7 (E03) 用數列極限定義證明
證 由于,要使只要即因此,對任給的取當時,有
即
例8 (E04) 證明:若則存在正整數當時,不等式成立.
證 因由數列極限的定義知,對任給的存在當時,恒有由于故時,恒有
從而有由此可見,只要取則當時,恒有 . 證畢.
例9 (E05) 證明數列是發(fā)散的
證 設由定義,對于使得當時,恒有即當時,區(qū)間長度為1.而無休止地反復取1,-1兩個數,不可能同時位于長度為1地區(qū)間. 因此改數列是發(fā)散的. 證畢.
注:此例同時也表明:有界數列不一定收斂.
課堂練習
1.設 證明數列 的極限是0.