第二讲 数列极限

极限,从通俗直观的意义上讲,是一个无限趋近的过程
数列极限证明“三部曲”:证明

  1. 写出距离
  2. 反解出

用定义证明
第一步,写距离:,(不妨设)
第二步,反推n,,因为,所以得
第三步,取
故,,当时就有,都有,所以

这一讲涉及5个考点

第一个考点

用数列极限的定义来解决求极限或证明极限存在的问题,即定义法解决数列极限问题
ε-N语言:,当时,恒有


证明:若,则
由数列极限得:
又有不等式
所以
证毕.
结论:
1,此题结论反之不成立(反例:)
2,如果A=0,那么所以,

, 使用夹逼准则证明数列极限()的时候,需要找到,然后证明,但是当A=0的时候,由上面的结论,可以直接把夹逼准则写成,从而只需要计算数列的极限

数列收敛与子数列收敛的关系:
定理:若数列{}收敛,则其任何子数列{}也收敛且

判断数列发散:由上面的定理可以推知判断数列发散的方法,对于一个数列,如果存在一个子数列是发散的,那么原数列也是发散的;如果能找到两个收敛的子数列,但他们收敛到不同的极限,那么原数列也是发散的。

例题:
证明数列{}极限不存在
分析数列:
取原数列的偶数项为子数列,则,这个子数列是发散的,所以原数列也是发散的
证毕.

第二个考点

用数列极限的性质来解决数列极限问题
数列收敛的性质:

数列极限的保号性是说,如果数列存在一个极限,如果这个极限值大于0(或者小于0),则存在正整数N,当n>N时,有,
也称之为脱帽法
根据这个性质可以得到一个推论:
如果数列{}从某项开始有,且,则
也称之为戴帽法

第三个考点

用运算规则来解决数列极限问题
极限的运算法则,若则,


若,则

例题:
,计算



第四个考点

用夹逼准则来解决数列极限问题()
夹逼准则:如果数列{},{}以及{}满足,1.,2.,则
需要注意的是,之间的等号关系不必满足等号关系

例题:()
求极限



第五个考点

用单调有界准则来解决数列极限问题()
单调有界数列必有极限
单调:或者(同号的情况下)
有界:或者

例题:
()
设数列{}满足,证明极限存在并求其值
由其递推式可以发现,

故{}有下界

故{}单调递减
故数列{}存在极限值,设则



由数列极限的保号性可得,故


设数列{}满足,证明存在,并求出这个值



假设

所以

故数列{}单调递减有下界,所以极限存在记为A,则

有函数图像可知A=0

直接计算法
当涉及二阶递推式的时候,需要灵活运用恒等变形然后再做计算

例题:
设数列{}满足
(1)证明
先变形:




令{}=
则数列{}是一个首项为1,公比为的等比数列
所以
(2)求


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