2024年3月18日发(作者:学科网下载高一数学试卷)

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第2章 数列极限

2.1 复习笔记

一、实数系的连续性

1.实数系

(1)若一个集合中的任意两个元素进行了某种运算后,所得的结果仍属于这个集合,

则称该集合对这种运算是封闭的。

(2)全体有理数和全体无理数所构成的集合称为实数集。即:R={x | x是有理数或无

理数}。

(3)整数系Z具有“离散性”,有理数系Q具有“稠密性”。

(4)实数系的连续性,从集合角度理解,就是实数全体布满整个数轴而没有“空隙”,

因而R又被称为实数连续统。

2.最大数与最小数

(1)定义

①最大数

设S是一个数集,如果

记为ξ=max S。

②最小数

如果η∈S,使得 x ∈ S,有x ≥ η,则称η是数集S的最小数,记为η=min S。

∈S,使得x ∈ S,有x ≤ ξ,则称是数集S的最大数,

(2)存在性

①当数集S是非空有限集,即S只含有有限个数时,max S与min S显然存在,且

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max S是这有限个数中的最大数,min S是这有限个数中的最小数;

②当S是无限集时,最大数及最小数不一定存在。

3.上确界与下确界

(1)上界、下界与有界集

设S是一个非空数集,如果M∈R,使得x ∈S ,都有x≤M,则称M是S的一个

上界;如果m∈ R,使得∈S,都有x≥ m,则称m是S的一个下界。当数集S既有

上界,又有下界时,称S为有界集。显然

S为有界集

(2)上确界的性质

任何小于β的数都不是数集S的上界,即

(3)下确界的性质

任何大于α的数都不是数集s的下界,即

(4)重要定理

①确界存在定理——实数系连续性定理

非空且有上界的数集必有上确界;非空且有下界的数集必有下确界。

②非空有界数集的上(下)确界是惟一的。

>0,x∈S,使得x<α+ε。

>0,x∈S,使得x>β-ε。

X>0,使得∈S,有|x| ≤ X。

二、数列极限

1.数列与数列极限

(1)数列

数列是指按正整数编了号的一串数:

x

1

,x

2

,...,x

n

,...

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通常表示成{x

n

},其中x

n

称为该数列的通项。

注:数列与数集的区别:在数集中,元素之间没有次序关系,所以重复出现的数看成

是同一个元素;在数列中,每一个数都有确定的编号,前后次序不能颠倒,重复出现的数

不能随便舍去。

(2)数列极限

设{x

n

}是一给定数列,a是一个实常数。如果对于任意给定的ε>0,可以找到正整数

N,使得当n>N时,成立

|x

n

-a| < ε,

则称数列{x

n

}收敛于a(或a是数列{x

n

}的极限),记为

有时也记为

如果不存在实数a,使{x

n

}收敛于a,则称数列{x

n

}发散。

注:在上述的收敛定义中,ε既是任意的,又是给定的:

①只有当ε确定时,才能找到相应的正整数N。这时ε是给定的;

②改变数列前面的有限项,不影响数列的收敛性。这时ε是任意的;

(3)无穷小量

在收敛的数列中,称极限为0的数列为无穷小量。无穷小量是一个变量,而不是一个

“非常小的量”。根据数列极限的定义,可直接得到

小量。

2.数列极限的性质

(1)极限的惟一性

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是无穷

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收敛数列的极限必惟一。

(2)数列的有界性

收敛数列必有界。

注:此定理逆命题并不成立,即有界数列未必收敛,例如,{(-1)

n

}是有界数列,

但它并不收敛。

(3)数列的保序性

设数列{x

n

},{y

n

}均收敛,若

时,成立

x

n

n

推论:①若

②若

,则存在正整数N,当n>N时,

,则存在正整数N,当n>N时,。

=a.=b,且aN

(4)极限的夹逼性(夹逼定理)

若三个数列,

,则

3.数列极限的四则运算

(1)

(2)

(3)

,,则

(α,β是常数);

,,从某项开始成立x

n

≤y

n

≤z

n

,,n>N,且

三、无穷大量

1.无穷大量

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成立,则称

(1)定义

若对于任意给定的G>0,可以找到正整数N,使得当n>N时,

数列是无穷大量,记为

若采用符号表述法,“数列

是无穷大量”可表示为:

如果无穷大量从某一项开始都是正的(或负的),则称其为正无穷大量(或负无穷

(或)。大量),统称为定号无穷大量,分别记为

(2)无穷大量与无穷小量之间的关系

设x

n

≠0,则

(3)设

是无穷大量的充分必要条件是

是无穷大量,若当n>N时,

是无穷小量。

成立,则是无穷大量。

(4)无穷大量的运算性质

①同号无穷大量之和仍然是该符号的无穷大量,异号无穷大量之差是无穷大量,其符

号与被减无穷大量的符号相同;

②无穷大量与有界量之和或差仍然是无穷大量;

③同号无穷大量之积为正无穷大量,而异号无穷大量之积为负无穷大量。

(5)设{x

n

}是无穷大量,

2.待定型

(1)定义

如∞±∞,(+∞)-(+∞),(+∞)+(-∞),0·∞,等极限,其结果可以是无穷

,则{x

n

y

n

}与都是无穷大量。

小量,或非零极限,或无穷大量,也可以没有极限。我们称这种类型的极限为待定型。

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(2)如果数列{x

n

}满足x

n

x

n+1

,n=1,2,3,…,则称{x

n

}为单调增加数列;若进一

步满足x

n

n+1

,n=1,2,3,…,则称{x

n

}为严格单调增加数列。

(3)斯托尔茨定理

设{y

n

}是严格单调增加的正无穷大量,且

(a可以为有限量,+∞与-∞),

四、数列的收敛准则

1.单调有界数列收敛定理

单调有界数列必定收敛。

2.π和e

π和e是两个重要的无理数,有以下两个重要极限:

3.闭区间套定理

(1)定义

如果一列闭区间{[a

n

,b

n

]}满足条件

则称这列闭区间形成一个闭区间套。

(2)重要定理

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