Лекции (1-18) по мат. анализу 1 семестр

Методическое пособие - Математика и статистика

Другие методички по предмету Математика и статистика

ость

n бесконечно малая последовательность ann бесконечно малая последовательность.

Доказательство: Так как аn ограниченная С>0: nN anC

Зададим ?1>0; положим ?=?1/C; так как n бесконечно малая, то ?>0 N:n>N n<? ann=ann<C?=C?1/C=?1

?1>0 N: n>N ann=C?=?1 lim ann=0 ann бесконечно малое

n

 

Замечание: в качестве ограниченной последовательности можно рассматривать const произведение постоянно.

Теорема о представление последовательности имеющий конечный предел.

 

lim an=a an=a+n

n+

Последовательность an имеет конечный предел а тогда и только тогда, когда она представлена в виде an=a+n

где n бесконечно малая.

Доказательство:

lim an ?>0 N:n>N an-aN, то есть n - бесконечно малая

n+

an=a+n что и требовалось доказать

Доказательство (обратное): пусть an=a+n, n бесконечно малая, то есть n=an-a ?>0 N: n>N

n=an-a<?, то есть lim an-а

n+

Теоремы о пределах числовых последовательностей.

  1. Теорема о пределе суммы:

Пусть lim an=a lim bn=b lim an+n=a+b

n+ n+ n+

Докозательство: an=a+n bn=b+n Сложим an+bn=a+b+n+n=a+b+n lim an+bn=a+b

n+

2) Теорема о произведение пределов:

Пусть lim an=a lim bn=b lim anbn=ab

n+ n+ n+

Доказательство: an=a+n bn=b+n anbn=(a+n)(b+n) anbn=ab+an+bn+nn=ab+n lim anbn=ab что и

n+

требовалось доказать.

  1. Теорема о пределе частного

Пусть lim an=a lim bn=b b0 lim an/bn=a/b

n+ n+ n+

Доказательство: an=a+n bn=b+n так как b0, то N1: n>N1bn0

bn

0 (////////b/////////) x

an/bn=an/bn-a/b+a/b=a/b+(ban-abn)/bbn=a/b+[b(a+n)-a(b+n)]/b(b+n)=a/b+n/b(1+bn/b)

lim an/bn=a/b

n+

 

Лекция №4

Ведущая: Голубева Зоя Николаевна

Дата: понедельник, 19 сентября 2000 г.

Тема: Бесконечно большие последовательности .

 

аn=(-1)n не имеет предел.

{bn}={1,1…}

{an}={-1;1;-1;1…} предел не существует.

 

Бесконечно большие последовательности.

an=2n

N:n>N an>?

bn=(-1)n2n

N:n>N bn>?

cn=-2n

N:n>N cn<-?

Определение (бесконечно большие последовательности)

1) lim an=+, если ?>0N:n>N an>? где ?- сколь угодно малое.

n

2)lim an=-, если ?>0 N:n>N an<-?

n+

3) lim an= ?>0 N:n>N an>?

n+

Последовательностью имеющий конечный предел называют сходящимися. В противном случае последовательность называют расходящимися. Среди них есть последовательности, которые расходятся в бесконечность. О них мы говорим, что они имеют бесконечный предел.

Доказательство:

an=2n

Берём ?>0; хотим 2n>?

n>log2?

N=[log2?]+1

Правило формирования обратного утверждения: нужно поменять местами значки и , а знак неравенства на дополнительный.

Пример:

Утверждение lim an=aN an-a<?

n

Обратное утверждение aR ?>0 NN: n>N an-a<?

 

Всякая бесконечно большая не ограниченная. Обратное утверждение неверно.

bn{2;0;2n;0;23;0….}

Теорема (об ограниченной сходящейся последовательности)

Пусть lim an=a< an - ограниченная

n+

Доказательство:

Дано:

?>0N:n>N an-a<?

Раз ?>0 возьмем ?=1 N:n>N an-a<1

a-1N

Этому неравенству может быть не удовлетворять только первые N члены последовательности.

N1=max{a1;a2;…an;1+a;a-1}

anc, n>N

 

Теорема (о единстве предела сходящейся последовательности).

Если lim an=a <, то а- единственное.

n+

Доказательство:(от противного)

Предположим, что b: lim an=b и ba ?=b-a/2>0 для определенности пусть b>a N1:n>N1 an-a<?

n+

N2:n>N2 an-b<? N=max{N1;N2}, тогда оба неравенства выполняются одновременно

-(b-a)/2<an-a<(b-a)/2

-(b-a)/2<an-b<(b-a)/2

an-a<(b-a)/2

-

an-b>-(b-a)/2

b-a<b-a

0a неверно. Аналогично доказывается, что b<a, то же неверно ?=(a-b)/2

Связь между бесконечно большими и бесконечно малыми величинами.

Теорема:

1)an- бесконечно большая 1/an бесконечно малая

2)т бесконечно малая, n0 (n>N0) 1/n бесконечно большая

Доказательство:

1)an- бесконечно большая lim an= для достаточно больших номеров n an0. Зададим любое сколько

n+

угодно малое ?>0, положим ?=1/?>0

Для ? N1:n>N1 an>?, то есть an>1/? N=max{N1;N0}

Тогда n>N 1/an<?, то есть lim 1/an=0, то есть 1/an бесконечно малое

n+

2)n бесконечно малое lim n=0

n+

Дано: n0, n>N0 зададим ?>0 положим ?=1/?>0

N1:n>N1 n<?=1/?

N=max{N0;N1}: n>N 1/n=, то есть 1/n бесконечно большая.

Основные теоремы о существование предела последовательности.

Теорема Вейрштрасса:

Пусть an- ограниченная и моннатонна. Тогда lim an=а<

n+

Лемма. Среднее арифметическое чисел больше среднего геометрического. Равенство достигается только если все числа равны.