lim sup和lim inf,上极限和下极限什么意思?

目录

1.定义

2.直观理解

理解1:

理解2:

3.例子

例1:

例2:


1.定义

\lim_{n\rightarrow \infty}sup {A_m} = \bigcap_{n=1}^{\infty}\bigcup_{m=n}^{\infty}A_m      

\lim_{n\rightarrow \infty}inf {A_m} = \bigcup_{n=1}^{\infty}\bigcap_{m=n}^{\infty}A_m

简单理解就是:

lim sup是指:上极限。lim inf是指:下极限。

描述的就是各个元素在无穷远处是否出现在这个集合,如果从某一刻起这个元素一直存在,那么它自然属于 A_{\infty} ,如果它从某一刻起消失了,那么自然不属于 A_{\infty}  ,但是如果一个元素时而出现时而消失,那么考虑sup的时候算上它,考虑inf的时候去掉它。

2.直观理解

理解1:

假设一个国家有一群人失业了(这群人记为集合A),他们失业后开始在街上乞讨。政府了解这件事后开始对这些人进行救济,在固定的救济处为他们免费发放食物。假设第n天有An个失业者到救济处领取补助,那么An是A的子集(假设所有事业者都没死亡)。这些失业者可以分为以下三类:

  1. 一些失业者在失业后的某一天找到了工作,所以他们之后再也没去过救济处领取补助。
  2. 一些失业者自尊心比较强,不愿意每天都靠救济生活,但是他们找不到新工作,迫于生存还是得偶尔去救济处领取补助。
  3. 另一些找不到新工作的失业者没有那么强的自尊心,之后的某一天这些人开始摆烂,每天都都会到救济处领取补助。

lim inf An就是那些属于第三类的失业者,他们在某个时间点之后每天都会去领补助。

lim sup An是那些属于第二类和第三类的失业者,他们由于没找到新工作,在未来的无穷多天里都会去救济处(不一定是每天都去)。

很显然lim inf An含于lim sup An。

一个集合序列的极限存在的话,意味着上极限和下极限相等,从这个例子来说就是第二类的失业者最后也决定开始摆烂,所以所有第二类失业者最终也成为了第三类。

理解2:

假如一个社区有很多个成员。每个时刻你都会有相应的关注者。有些人是你的忠实粉丝,一旦关注了永不取关,这些人的集合就是下限集lim inf,也就是说你最惨的时候起码有这么多人关注你,是你的铁粉。还有些人摇摆不定,在漫长的岁月里,有时关注你,有时又取关了,关注,取关就这样来来回回,直到永远,这些人应该算进你的上限集lim sup里。也就是说,你的最好的时候能够有这么多的粉丝,这是你的高光时刻。当然基本盘也应该算进上限集里。然而还有一些人一旦取关,就永不回头,不再关注你了,这些当然应该不能算进你的上限集里。

所以简单的说,下限集就是你的基本盘,上限集就是基本盘并上摇摆者。


3.例子

例:

lim sup和lim inf,上极限和下极限什么意思?_第1张图片

参考文献:

liminf limsup是什么意思 极限多个上下界不懂 谁能解释一下【数学吧】_百度贴吧

如何直观理解集合的极限limsup/liminf? - 知乎

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