Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
матан1.docx
Скачиваний:
18
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
585.45 Кб
Скачать

19). Верхний и нижний пределы, их свойства.

МНОЖЕСТВО ЧАСТИЧНЫХ ПРЕДЕЛОВ ВЕРХНИЙ И НИЖНИЙ ПРЕДЕЛЫ  Пусть {x } - ограничено

Рассмотрим

{a } -

sup

k ≥ n

k

{b } -

inf

k ≥ n

k

ДОК-ВО: a ≥ a n + 1 , a убывает b ≤ b n + 1 , b возрастает {a } и {b } - ограничены  По критерию монотонной сходимости последовательности a и b сходятся  Ч.Т.Д. ОПРЕДЕЛЕНИЕ:

lim

n → ∞

sup

k ≥ n

=:

lim

n → ∞

n

- верхний предел последовательности {x }

Аналогично

lim

n → ∞

=

lim

n → ∞

inf

k ≥ 0

k

ТЕОРЕМА Верхний предел наибольший из всех частичных пределов, нижний предел наименьший из частичных пределов ДОК-ВО(для верхнего предела): 1)

Покажем, что

lim

n → ∞

=: c - частичный предел

n

sup

k ≥ n

n

→ c, т. е. ∀ ε > 0 ∃ N( ε ) ∀ n > N |a - c| < ε  ε = 1 → N = N(1), Выберем m = N , тогда m > N , и |a - c| < 1 (т.е. c - 1 < a < c + 1) a = sup {x , X m + 1 , } ⇒ a m-1 - уже не верхняя граница для этого множества Есть номер n n ≥ m, что |n - 1| < x ≤ a ⇒ x n 1 ∈ (c - 2, c + 1)

ε =

1

2

⇒ N = N(

1

2

)

Выберем m = max{N + 1, n + 1}, тогда 

|a 2 - c| <

1

2

⇒ a -

1

2

< a 2 <

1

2

- c

2 = sup {x n 1 , x 2 + 1 } 

⇒ a n 2 -

1

2

- уже не верхняя граница

⇒ есть например n 2 ≥ m 2 что a 2 -

1

2

< x 2 < a 2

⇒ x 2 ∈ (c - 2

1

2

, c +

1

2

)

причём n > n , n , n k + 1 > n 

что x k ∈ (c - 2

1

k

, c +

1

k

) ⇒ x k → c

по демме о двух милиционерах они сходятся к с с - частичный предел 2) Если a - наибольший частичный предел, то a ≤ c Пусть x k → a

c =

lim

n → ∞

=

lim

n → ∞

= sup{x :k ≥ n}

Т.е. ∀ ε > 0 ∃ N ∀ n > N |a - c| < ε  ⇒ при n > N (a < c + ε ), но a = sup {x : k ≥ n} ≥ x  ⇒ при k > N, n ≥ k > N ⇒ n > N ⇒ x k < c + ε , но x n k → a, a ≤ c + ε  Итог: ∀ ε > 0, a ≤ c + ε ⇒ a ≤ c Ч.Т.Д. Замечания: 1) Аналогично нижний предел наименьший из всех частичных 2) Для существования верхнего предела достаточно ограниченности сверху, для нижнего - снизу Определение: {x } - ограничена сверху тогда и только тогда, когда ∃ c, что ∀ n x ≤ c