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)
取
.
(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
设
,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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证明,数集,上确界
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