Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

5694

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
13.11.2022
Размер:
3.64 Mб
Скачать

101

2)

МР = (2,

1, 3), P(0, 1,

1);

 

3)

МР = (2, 3,

1, 5), P(1, 2,

1,

3);

 

4)

МР = ( 2,

2,

1, 1), P(0, 2, 1,

3).

 

4. Найти расстояние между точками M и P :

 

1)

M (2, 4),

P(4, 8);

 

2) M (1, 6),

P(2, 3);

3)

M (1, 1, 1,),

P(2, 3, 6);

 

4) M (0, 1,

2), P(1, 0, 1);

5)

M (0, 1, 2,

1), P(2, 3,

0, 1).

 

5. Найти, при

каком

 

значении

расстояние

между

точками

M (0, 1, 2,

 

1) и P(2, 3,

0, 1) равно 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Выписать несколько первых членов следующих последовательно-

стей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) M k

1

 

, K ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) M k K 2 , 2k ;

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) M k

 

K 1

,

 

 

K 1

,

1

;

4) M k

1

,

1

,

1

 

;

 

 

K

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

K

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

5) M k

( 1)k ,

 

1

 

,

K 2

 

;

6) M k K, K 2, K 3 .

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Изобразить на плоскости несколько первых членов последователь-

ностей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) M

 

 

1

 

, K ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) M k K 2 , 2k ;

 

 

 

k

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) M k

1

 

 

, 2k

;

 

 

 

 

 

 

 

 

4) M k

( 1)k ,

1

.

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

8. lim

 

M k

1

 

,

 

 

K

2

 

 

M 0 (0, 1). Найти номер K

 

K (

) , начи-

 

K

 

 

 

K

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная с которого выполняется неравенство

(M k ,

M 0 ) .

 

 

 

9. Найти пределы следующих последовательностей:

 

 

 

 

 

 

1) M

 

 

K 1

,

1

 

;

 

 

 

 

 

 

2) M

 

1

 

,

1

;

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и M 2 ( y1, ..., yn )

 

 

 

 

 

 

 

102

 

 

 

 

 

 

3) M k

1

 

,

1

;

4) M k

K 1

,

2K 1

;

 

 

 

 

K

 

K

 

 

K

K

 

 

 

 

 

 

 

 

5) M k

1

 

,

 

2

,

 

K 1

;

 

6) M k

1

 

 

 

,

2

;

5K 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

K

10. Доказать расходимость следующих последовательностей:

1) M

 

 

 

1

, K ;

 

 

 

 

 

 

 

2) M k K , K 2 ;

 

 

k

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) M

 

 

( 1)k ,

1

 

 

 

 

4) M

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

;

 

 

 

k

 

,

 

 

 

 

 

K ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) M

 

 

 

1

,( 1)k 1;

 

;

6) M

 

 

1

,

 

 

 

 

1

 

, 2k .

 

 

 

K

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Привести примеры ограниченных расходящихся последовательностей точек.

12.

Доказать, что сходящаяся последовательность (M k ) точек

M k Rn

всегда ограничена.

13. Доказать, что любая неограниченная последовательность расходится.

14. Записать параметрические уравнения прямых, проходящих через точку M 0 параллельно заданному вектору q, в следующих случаях:

1)

M 0 (2, 5), q

(1, 1);

2)

M 0 (1,

2, 1), q

(2, 1, 4);

3)

M 0 (1,

0, 1, 2), q (0, 1, 2, 1).

15. Пусть M1(x1, ..., xn ) – две любые различ-

ные точки из Rn. Используя (4.9), записать уравнение прямой, проходящей через эти точки.

16. Записать параметрические уравнения прямой, проходящей через

точки M1(1, 1, 2, 1) и M2 (3, 1,

2,

1) . Выяснить, принадлежат ли

точки (2, 0, 0, 0)

, (1, 1, 1, 1,) ,

3

 

1

 

1

этой прямой.

 

 

 

 

 

 

 

2

,

2 , 1,

2

 

 

 

103

17. Записать в координатной форме точки отрезка, соединяющего за-

данные точки M1 и M 2 :

 

 

 

 

1)

М1(1,

2), M2 (3, 5);

2) М1(0,

0), M2 (2, 2);

 

3)

М1(1, 1, 1), M2 (2, 2, 2);

4) М1( 1,

2, 1),

M2 (2,

4, 5);

5)

М1(

1, 2, 1, 3), M2 (1, 4, 5, 5).

 

 

 

18. На основании определения 5 (см.(4.13)) построить в соответ-

ствующем пространстве параллелепипеды:

 

 

 

1)

П

2, 5 ;

2) П

1, 1 ;

2, 2

;

3)

П

1, 1 ;

4) П

0, 1 ;

0, 1 ;

 

5)

П

2, 4 ; 3, 5 ; 2, 6 .

 

 

 

 

19. Найти все вершины параллелепипедов:

1)П 2, 5 ; 3, 5 ;

2)П 0, 1 ; 0, 1 ;

3)П 2, 3 ; 4, 6 ; 2, 5.

20. Выяснить, принадлежат ли прямоугольнику П

2, 5 ; 0, 8

точки (6, 2), (4, 5), ( 1, 7), (0, 10).

21. Выяснить, какие из точек (0, 5, 3), (3, 5, 5), (2, 6, 4), 2, 4, 2 принадлежат параллелепипеду П 2, 3 ; 4, 8 ; 2, 6 .

22. Доказать, что множество M

R2 : x2

x2

4 содержится в

 

 

 

1

2

 

прямоугольнике П

2, 2 ;

2, 2 .

 

 

 

23.Доказать, что прямоугольник П 3, 3 ; 3, 3 содержится

вкруге (O, M ) 32.

24. Пусть П есть n -мерный параллелепипед (4.13) и d max(bi ai ) – длина наибольшего из его рёбер. Доказать, что если

точки M1, M 2

П , то

 

 

 

(M1, M 2 ) d n.

25. Пусть X

Y и Y – ограниченное множество в R2. Доказать, что

104

и X – ограниченное множество в R2.

26. Доказать, что пересечение конечного или бесконечного числа ограниченных множеств есть ограниченное множество (указание: воспользоваться определением пересечения множеств и предыдущей задачей 25).

27. Доказать, что объединение двух ограниченных множеств на плоскости является ограниченным множеством.

28. Доказать, что множество

M

R2: x1

x2

4,

x1 0, x2 0

есть ограниченное множество на плоскости.

 

 

 

 

29. Доказать, что множество M

R2

: x1

x2

4

на плоскости

неограничено.

 

 

 

 

 

30. Доказать, что множество n -мерного пространства, состоящее из конечного числа точек, ограничено.

31. Установить, какие из перечисленных множеств являются связными в соответствующем пространстве:

1)

, a ,

, a ,

 

a,

, a,

,

,

, 0, 1

2 ,

 

0, 1

2 , a, b

 

 

c , 2, 5

6, 8 ;

 

 

 

2) M

R2: x2

x2

1

,

M R2: x2

x2

4 ,

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

M R2: 1 x2

 

 

x2

4 ,

1, 2 ; 1, 2

3, 4 ; 1, 2 ,

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

M R2 : x1

x2

 

1, x1

0, x2

0 ,

 

 

 

 

M R2: x1 0 , M R2: x1 0, x2

0 , M R2: 0 x2

1 ,

 

M k R2: M k

1

 

, K , K N .

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32. В следующих случаях построить множества и выяснить, какие из них являются выпуклыми:

1)

M

R2: x

2

x

2

1 ;

 

 

 

 

2) M R2: x

2

 

x2

1 ;

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3)

M

R2: x

2

x2

 

;

 

 

 

 

4) M

R2: x 1 ;

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

M

2

: x

2

x

2

 

4, x2

1

x

2

 

6) M

2

:

 

x1

 

1 ;

 

 

 

 

 

5)

R

 

 

 

 

 

;

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

7) M

R2: 1 x2

 

x2

4 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8)

M R2 : x1

x2

 

4, x1

0, x2

0 .

 

 

 

 

 

 

105

33. Указать изолированные точки следующих множеств:

1)

1, 5, 10

R1;

 

 

 

 

 

2)

1, 2

3

 

R1;

3)

x R: x n, n N ;

 

4)

1, 10

R1;

 

5)

x R: x ( 1)n

 

1

 

, n

N ;

6)

x R: x

 

1

, n N ;

 

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

M R2: x2

x2

1

 

M (2, 2)

R2;

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8)

M R2: 1 x2

x2

4

M 0, 0

R2.

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

34. Приведите примеры множеств, не имеющих изолированных точек.

35. Записать -окрестности заданных точек M 0 в соответствующем пространстве при данном 0:

1) 1, M 0 (0) R1;

2)

 

1

, M 0 (1) R1;

10

 

 

 

3)

5,

M 0 (1, 2)

R2;

4)

 

1

, M 0 (1, 1)

R2;

10

 

 

 

1, 4) R3;

 

 

R3.

5)

10,

M 0 (2,

6)

1,

M 0 (1, 1, 1)

В одномерном и двумерном случаях построить эти окружности.

36. При заданном 0 и данной точке M 0 указать несколько точек, принадлежащих окрестности (M , M 0 ) , и несколько точек, ей не

принадлежащих:

 

 

 

 

 

1)

5, M 0 (2)

R1;

 

2)

1,

M 0 (0) R1;

3)

10, M 0 (2, 2)

R2;

4)

4,

M 0 (0, 0) R2;

5)

2, M 0 (1,

1, 1)

R3.

 

 

 

37. Указать внутренние, предельные и граничные точки следующих множеств:

1)

5, 10

R1;

 

 

2)

5, 10

R1;

 

 

3)

2, 4

5

R1;

 

4)

2, 4

5

R1;

 

5)

1, 5, 10

 

R1;

 

 

6)

 

1

, n

N

R1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

7)

,

;

 

 

 

8)

0,

 

;

 

 

9)

M R2: x2

x2

4

;

10)

 

M

R2: x2

x2

4 ;

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

106

11) M R2: x2 0 ;

12) M R2: x1 0, x2 0 .

Записать указанные виды точек как множества.

38. Выписать границы множеств из упражнения 37.

39. Выяснить, какие множества из упражнения 37 являются открытыми и какие – замкнутыми. Имеются ли среди этих множеств множества, не являющиеся ни открытыми, ни замкнутыми?

40. Доказать, что множество

1

, n

N

R1 не является ни от-

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

крытым, ни замкнутым.

 

 

 

 

 

 

 

41. Пусть в Rn

(P, M 0 )

r , где M 0 – фиксированная точка. Вы-

яснить, какими являются точки

P

для

множеств

(M , M 0 )

r и

(M , M 0 ) r .

 

 

 

 

 

 

 

 

42. Привести пример бесконечного множества, не имеющего ни одной

предельной точки.

 

 

 

 

 

 

 

 

43. Пусть M 0 – предельная точка множества

M . Доказать, что она

является либо внутренней, либо граничной точкой этого множества.

 

44. Привести пример граничной точки множества, которая не является

предельной точкой этого множества.

 

 

 

 

 

45. Пусть M 0

M , но не является предельной точкой этого мно-

жества. Доказать, что M 0 есть изолированная точка для

M .

 

46. Доказать, что каждая окрестность предельной точки M 0 множе-

ства M содержит бесконечное множество точек из

M .

 

47. Выяснить,

является ли последовательность xk

K ( 1)k 1

сходя-

щейся. Найти предельную точку множества

xk K ( 1)k

1 , K N .

48. Приведите примеры, показывающие, что оба условия принципа Больцано-Вейерштрасса (и бесконечность множества и его ограниченность) существенны.

107

49. Выяснить, какие из перечисленных областей являются ограниченными, открытыми, замкнутыми, связными, выпуклыми:

1) 5, 10

15, 20 ;

 

 

2) 5, 10

15, 20 ;

3)

5, 0

0, 5 ;

 

 

4)

5, 0

0, 5 ;

5) 0

(M , M 0 ) r;

 

6) 0

(M , M 0 ) r;

7)

(M , M1) r1

 

(M , M2 ) r2 , M1

M2.

50. Сформулируйте определение нефундаментальной последова-

тельности

M k

пользуясь правилом построения отрицаний. Дайте геомет-

рическую интерпретацию этого определения.

 

 

51.

Докажите, что

фундаментальность

последовательности

M k x1(k ) ,

x2(k ) ,..., xn(k )

эквивалентна фундаментальности n числовых

последовательностей x(k )

,

x(k ) , ...,

x(k ) .

 

 

 

1

 

2

n

 

 

108

Ломакина Елена Николаевна

Тиунчик Михаил Филиппович

Математический анализ.

Числовые последовательности и их приложения

Учебное пособие

Редактор Г.С. Одинцова

Подписано в печать

Формат 60 х 84 / 16.

Бумага писчая.

Печать офсетная.

Усл.п.л. 6,3.

Уч.-изд.л. 4,5.

Тираж 175 экз.

Заказ №

 

 

 

680042, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 134, ХГАЭП, РИЦ

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]