5694
.pdf101
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 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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