2024年4月11日发(作者:小学人教版数学试卷哪个好)

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第2章 数列极限

§1 实数系的连续性

1.(1)证明不是有理数;

(2)是不是有理数?

是有理数,则可写成既约分数.由可知证明:(1)可用反证法 若

m是偶数,设

(2)

,于是有

不是有理数.若

,从而得到n是偶数,这与是既约分数矛盾.

是有理数,则可写成既约分数

是有理数,这与(1)的结论矛盾.

,于是

,即

2.求下列数集的最大数、最小数,或证明它们不存在:

解:min A=0;因为

在.;因为

,有,所以max A不存

,使得,于是有

,所以min B不存在.

max C与min C都不存在,因为

所以max C与min C都不存在.

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3.A,B是两个有界集,证明:

(1)A∪B是有界集;

(2)

证明:(1)设

(2)设,有

4.设数集S有上界,则数集

证明:设数集S的上确界为sup S,则对

;同时对,存在,使得

,于是

有下界.且.

,有-x≤sup S,即

.所

,有,则,有

,有

也是有界集.

,有,则,有

以-sup S为集合T的下确界,即

5.证明有界数集的上、下确界惟一.

证明:设sup S既等于A,又等于B,且A

上确界,所以,使得

,因为B为集合S的

,这与A为集合S的上确界矛盾,所以A=B,即

有界数集的上确界惟一.同理可证有界数集的下确界惟一.

6.对任何非空数集S,必有

解:对于,有

.当

,所以

时,数集S有什么特点?

.当时,数集S

是由一个实数构成的集合.

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7.证明非空有下界的数集必有下确界.

证:参考定理2.1.1的证明.具体过程略.

8.设并且,证明:

(1)S没有最大数与最小数;

(2)S在Q内没有上确界与下确界.

证:(1)

,于是

所以S没有最大数.同理可证S没有最小数.

(2)反证法.设S在Q内有上确界,记

然有

(i)

说明

(ii)

(m,n∈N

+

且m,n互质),则显

.取有理数r>0充分小,使得

.即,

.由于有理数平方不能等于3,所以只有两种可能:

,由(1)可知存在充分小的有理数r>0,使得

,与矛盾;

,取有理数r>0充分小,使得

,这说明

矛盾.所以S没有上确界.

,于是

也是S的上界,与

,这

同理可证S没有下确界.

§2 数列极限

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(1)

(3)

(5)

(7)

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1.按定义证明下列数列是无穷小量:

(2)

(4)

(6)

(8)

,取,当n>N时,成立

(2),取,当时,成立

(3)

(4),取,当n>N时,成立

(5)当n>11时,有

,当n>N时,成立

(6)当n>5,有

当n>N时,成立

(7),取

,当n>N时,成立

,取

.于是,取,

.于是,取

,取

,当

,当

时,成立

时,成立

,则当

时,成立

证明:(1)

(8)首先有不等式

,当n>N时,成立

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2.按定义证明下述极限:

证明:(1),取,当时,成立

(2),取,当时,成立

(3),取,当n>N时,成立

(4)令,则

所以,取,当时,成立

(5),取

;若z是奇数,则成立

3.举例说明下列关于无穷小量的定义是不正确的:

(1)对任意给定的

(2)对任意给定的

,存在正整数N,使当n>N时,成立

,存在无穷多个,使.

,当n>N时,若n是偶数,则成立

.当n>3时,有

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解:(1)例如

(2)例如

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,则满足条件,但不是无穷小量.

则满足条件,但不是无穷小量.

4.设k是一正整数,证明:

证明:设

,所以

,成立

5.设

证明:由

,则

,所以

,则

的充分必要条件是

,成立

,于是也成立

,成立

,取,则

,证明:

可知

,成立

,成立.

,成立

.于是

6.设.且,证明:

.由

,可知,证明:首先有不等式

成立

7.是无穷小量,是有界数列,证明

.因为

,成立

,于是

也是无穷小量.

是无穷小量,所以

,所以

,,证明:设对一切

成立.于是也是无穷小量.

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