Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МА раздел 1.doc
Скачиваний:
37
Добавлен:
08.12.2018
Размер:
186.88 Кб
Скачать

4. Теорема об ограниченности сходящейся последовательности.

Необходимое условие сходимости: Если последовательность сходится, то она ограничена.

(lim n → ∞ xn = a) => ((xn) ограничена)

Доказательство:

( > 0) ( NN) | ( n > N):n - а| <

Пусть =1. Тогда n - а| < 1.

Оценим хn: |хn| = |хna + a| ≤ |хna| + |a| ≤ 1 + |a|

Обозначим C = max{1 + |a|; |х1|; |х2|; …: |хn|} => |хn| < C => (хn) ограничена.

Обратное утверждение неверно: например, хn=(-1)n

5. Арифметические операции над сходящимися последовательностями: теоремы о пределе суммы, произведения и частного двух последовательностей.

Если lim n → ∞ xn = a и lim n → ∞ yn = b, то:

1) lim n → ∞ (xn ± yn)= a ± b

2) lim n → ∞ (xn * yn)= a * b

3) lim n → ∞ (xn / yn)= a / b (yn ≠ 0; b ≠ 0)

Т1: Предел суммы равен сумме пределов.

Доказательство:

(lim n → ∞ xn = а)  ( > 0) ( N1N) | ( n > N1): n - а| < /2;

(lim n → ∞ yn = b)  (для выбранного > 0) ( N2N) | ( n > N2): |yn - b| < /2.

|(xn + yn)(a + b)| = |xn a + ynb| ≤ |xn a| + |ynb|

N = max {N1; N2}, тогда  n > N |xna| + | ynb| < /2 + /2 = .

Итак, для любого > 0 нашелся номер N (как наибольший из номеров N1 и N2) такой, что для всех номеров n больше этого номера выполняется неравенство: |( xn + yn)(a + b)| < .

Т2: Предел произведения равен произведению пределов.

Доказательство:

(lim n → ∞ xn = а)  ( > 0) ( N1N) | ( n > N1): n - а| < /2;

(lim n → ∞ yn = b)  (для выбранного > 0) ( N2N) | ( n > N2): |yn - b| < /(2|a|).

|xn*yn – a*b| = |xn – a*yn + a*yn – a*b| ≤ | yn|*|xn – a| + |a|*|yn – b|.

Т.к. (yn) – сходящаяся, то она ограничена =>  c >0: |yn| < c.

N = max { N1; N2}, тогда

n > N |xn*yn – a*b| ≤ | yn|*|xn – a| + |a|*|yn – b| < c*/(2c) + |a|*/(2|a|) = .

Итак, для любого > 0 нашелся номер N (как наибольший из номеров N1 и N2) такой, что для всех номеров n больше этого номера выполняется неравенство: |xn*yna*b| < .

Т3: Предел частного равен частному пределов.

6. Свойства сходящихся последовательностей, связанные с неравенствами: теорема о трех последовательностях, предельный переход в неравенствах.

Теорема о трех последовательностях: Если последовательности (xn), (yn) и (zn) таковы, что xnynzn для всех n > n0 и lim n → ∞ xn = lim n → ∞ zn = а, то lim n → ∞ yn = а.

Доказательство:

Т.к. lim n → ∞ xn = а, то ( > 0) ( N1N) | ( n > N1) выполняется неравенство

n - а| < , т.е. - < хn – а < => a - < хn.

Т.к. lim n → ∞ zn = а, то по выбранному > 0 ( N2N) | ( n > N2) выполняется неравенство |zn - а| < , т.е. - < zn – а < => zn < a + .

Выбираем N = max {N1; N2}.

n > N a - < хn yn zn < a + => yn (a - ; a + ), что по определению означает, что lim n → ∞ yn = а.

Предельный переход в неравенствах: Если lim n → ∞ xn = а и xnp ( n > n0), то ap.

Доказательство:

Предположим противное: = pa > 0.

Т.к. lim n → ∞ xn = а, то по определению ( > 0, = pa) ( N1N) | ( n > N1)

выполняется неравенствоn - а| < pa.

a – p < хn - а < p – a

хn < p, что противоречит условию xnp. Значит, ap.