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0?na?1?na?1?1?1??n?1个nn?1. 例7 limn??a?n?1a?1a?1??. ? nnn证

0?nn?1?n一

nn 1n?2n?22n?n?22n?22?1??1??.

nnn: 时,

证二: n?(nn)n?(1?nn?1)n? ?

nn(n?1)n(n?1)2 (二项式展开) 2!n?1?2 n?12???0, 因此,取N?[?2?1] ,则当n?N时就有 0?nn?1??即

附:此题请注意以下的错误做法:

n?(1?nn?1)n?1?n(nn?1)?nn?1?n?111?1????1??? nnn?n?11 (注意 1?不趋于零) 1??n3n2?3 例8:证明limn??n2?43n21212?3??证明:由于 2 (n?3) (*) n?4n2?4n3n212?3?? 因此,???0只要取?? 便有2n?4n由于(*)式是在n?3的条件下成立的,故应取N?max{3,[]},

?3n23n2?3?? 即 lim2?3 当n?N时就有2n??n?4n?412 总结 用定义求极限或证明极限的关键是适当放大不等式,关键

的追求有两点,一是把隐性表达式变成显性表达式,在重锁迷雾中看清庐山真面目,二是抓住主要矛盾,舍去次要矛盾;要取舍合理,不能放大得过份.

4 关于数列的极限的??N定义的几点说明

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(1)关于?:① ?的任意性.定义1中的正数?的作用在于衡量数列通项an与常数a的接近程度,?越小,表示接近得越好;而正数?可以任意小,说明an与常数a可以接近到任何程度;②?的暂时固定性.尽管?有其任意性,但一经给出,就暂时地被确定下来,以便依靠它来求出N;③?的多值性.?既是任意小的正数,那么,3?,?2等等,同

2样也是任意小的正数,因此定义1中的不等式|an?a|??中的?可用

??2,3?,?2等来代替.从而“|an?a|??”可用“|an?a|??”代替;④正由

于?是任意小正数,我们可以限定?小于一个确定的正数.

(2)关于N:① 相应性,一般地,N随?的变小而变大,因此常把N定作N(?),来强调N是依赖于?的;?一经给定,就可以找到一个N;②N多值性. N的相应性并不意味着N是由?唯一确定的,因为对给定的?,若N?100时能使得当n?N时,有|an?a|??,则N?101或更大的数时此不等式自然成立.所以N不是唯一的.事实上,在许多场合下,最重要的是N的存在性,而不是它的值有多大.基于此,在实际使用中的N也不必限于自然数,只要N是正数即可;而且把“n?N”改为“n?N”也无妨.

(3)数列极限的几何理解:在定义1中,“当n?N时有|an?a|??”?“当n?N时有a???an?a??” ?“当n?N时有an??a??,a????U(a;?)” ?所有下标大于N的项an都落在邻域而在U(a;?)之外,数列?an?中的项至多只有N个(有限个).U(a;?)内;

反之,任给??0,若在U(a;?)之外数列?an?中的项只有有限个,设这有限个项的最大下标为N,则当n?N时有an?U(a;?),即当n?N时有

|an?a|??,由此写出数列极限的一种等价定义(邻域定义):

定义1? 任给??0,若在U(a;?)之外数列?an?中的项只有有限个,则称数列?an?收敛于极限a.

由此可见:1)若存在某个?0?0,使得数列?an?中有无穷多个项落在U(a;?0)之外,则?an?一定不以a为极限;2)数列是否有极限,只与它从某一项之后的变化趋势有关,而与它前面的有限项无关.所以,在讨论数列极限时,可以添加、去掉或改变它的有限项的数值,对收敛性和极限都不会发生影响.

例1.证明?n2?和?(?1)n?都是发散数列. 例2.设lim作数列如下:xn?limyn?a,?zn?:x1,y1,x2,y2,L,xn,yn,L. 证n??n??明 limzn?a.

n??例3.设?an?为给定的数列,?bn?为对?an?增加、减少或改变有限

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项之后得到的数列.证明:数列?bn?与?an?同时收敛或发散,且在收敛时两者的极限相等. 三、无穷小数列

在所有收敛数列中,在一类重要的数列,称为无穷小数列,其定义如下:

定义2 若liman?0,则称?an?为无穷小数列.

n??n?1?1??1??(?1)??1?如??,?2?,??,?n?都是无穷小数列.

nnn???????2?数列?an?收敛于a的充要条件:

定理2.1 数列?an?收敛于a 的充要条件是?an?a?为无穷小数列. [作业] 教材P27 3,4,5,7,8⑵.

§2 收敛数列的性质

教学内容:第二章 数列极限——§2 收敛数列的性质. 教学目的:熟悉收敛数列的性质;掌握求数列极限的常用方法. 教学要求:(1)使学生理解并能证明数列性质、极限的唯一性、局部

有界性、保号性、保不等式性;

(2)掌握并会证明收敛数列的四则运算定理、迫敛性定理,并会用这些定理求某些收敛数列的极限.

教学重点:迫敛性定理及四则运算法则及其应用. 教学难点:数列极限的计算. 教学方法:讲练结合. 教学程序:

引 言

上节引进“数列极限”的定义,并通过例题说明了验证liman?a的

n??方法,这是极限较基本的内容,要求掌握.为了学习极限的技巧及其

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应用极限来解决问题.还需要对数列的性质作进一步讨论. 一、收敛数列的性质

性质1(极限唯一性) 若数列{an}收敛,则它的极限唯一. 证一:假设a与b都是数列{an}的极限,则由极限定义,对???0,

?N1,N2?¥,当

n?N1时,有 an?a??; n?N2时,有 an?b??

取N?max(N1,N2),则当n?N时有

|a?b|?|(an?b)?(an?a)|?|an?a|?|an?b|?2?

由?的任意性,上式仅当a?b时才成立.

证二:(反证)假设{an}极限不唯一,即至少有两个不相等的极限值,设为a,b

liman?a,liman?b且a?b故不妨设a?b,取??b?a?0 n??n??2由定义,?N1?¥,当n?N1时有 an?a???an?a???a?b 2 又?N2?¥,当n?N2时有 an?b???an?b???因此,当n?max(N1,N2)时有 an?唯一.

a?b 2a?b?an矛盾,因此极限值必2性质2(有界性)如果数列{an}收敛,则{an}必为有界数列.即

?M?0,使对?n有 |an|?M

an?a取??1,?N?0使得当n?N时有 an?a?1 证明:设limn??

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