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1-2数列和数列极限

2007/09/20§1.2 数列和数列极限

“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣”

1、割圆术:

播放

——刘徽

一、概念的引入

R

正六边形的面积1A 正十二边形的面积2

A

正形的面积1

2

6-?n n

A

,,,,,321n A A A

A S

2、截丈问题:

“一尺之棰,日截其半,万世不竭”

;

2

1

1=X 一天截下的杖长为;

2

1

2122+=X 二天截下的杖长总和为

;

2

1

21212n n X n +++= 天截下的杖长总和为n n X 2

1

1-

=1

. , 355),-408( ,先驱穷竭法公元前欧多克斯古希腊.

,......"" 275),-355( ,极限思想一尺公元前庄子中国".

" 212),

-287(面积穷竭法求抛物线弓形的公元前古希腊,阿基米德

"." 263),( ,割圆术公元刘徽中国

二、数列的定义

定义:按自然数 ,3,2,1编号依次排列的一列数 ,,,,21n x x x (1)称为无穷数列,简称数列.其中的每个数称为数列的项,n x 称为通项(一般项).数列(1)记为}{n x .

例如

;

,2,,8,4,2 n

;,2

1

,,81,41,21 n }

2{n

}2

1{n

注意:数列对应着数轴上一个点列.可看作一动

点在数轴上依次取.

,,,,21 n x x x 1

x 2x 3x 4

x n

x ;

,)

1(,,1,1,11

+--n }

)1{(1

--n ;

,)1(,,34,21,21

n n n --+}

)

1({

1

n

n n --+

,333,,33,3++++

三、数列的极限

问题:

当无限增大时,

是否无限接近于某一确定的数值?如果是,如何确定?

n x n }

{n x 给定数列

.

})

1(1{1

时的变化趋势当观察数列∞→-+

-n n

n 播放

.

1)

1(1,1

无限接近于无限增大时当n

x n n n --+

=问题:“无限接近”意味着什么?如何用数学语言

刻划它.=-1n x

n

n n 11)

1(1

=--通过上面演示实验的观察:

,1001给定,10011n ,

10011<-n x 有,

1000

1给定,

1000时只要>n ,

10000

1

1<-n x 有,100001给定,10000时只要>n ,

1000

1

1<-n x 有,0>ε给定,)1(时只要??

?

???=>εN n .

1成立有ε<-n x

定义 如果对于任意给定的正数

ε(不论它多么小),总存在正整数 N ,使得对于 N n >时的一切n x ,不等式ε<-a x n 都成立,那末就称常数

a 是数列{ n x }的极限,或者称数列 { n x }收敛

于a ,记为

,lim a x n n =∞

→ 或 ).(∞→→n a x n

如果数列没有极限,就说数列是发散的.

注意:

;, 0, .1而且是任意小的一面强调任意性>?ε;

.2的无限接近与刻划了不等式a x a x n n ε<-.

, .3只强调存在性有关与任意给定的正数εN

x

1x 2x 2

+N x 1

+N x 3

x 几何解释:

ε

2ε-a ε

+a a

.

)(,),(,落在其外个至多只有只有有限个内都落在所有的点时当N a a x N n n εε+->:

定义N -ε其中;

:每一个或任给的?.

:至少有一个或存在?.

,,0,0lim ε<->>?>ε??

=∞

→a x N n N a x n n n 恒有时使

数列极限的定义未给出求极限的方法.

例1.

1)

1(lim

1

=-+-∞→n

n n n 证明注意:??

???<-取多大?方法:倒推法;为保证(构造出来)存在性!是思路:验证定义;关键分析:n a a N n ,

εε

ε<=--+=

->?-n

n

n a a n n 1

1)1(,01

为使.

1,1

即可取只要取??

?

???=>εεN n

1-n x 1)

1(1

--+=

-n

n n n

1=

,0>ε任给,1ε<-n x 要,1ε

1

ε

>n 或所以,],1

=N 取,

时则当N n >ε<--+-1)1(1

n

n n 就有

.

1)

1(lim

1

=-+-∞→n

n n n 即.

1lim 为任意实数,类似可证:a n

a

n n =+∞→

例2.

lim ),(C x C C x n n n =≡∞

→证明为常数设证C x n -C C -=,

成立ε<,0>ε任给所以,

0=,

n 对于一切自然数.

lim C x n n =∞

→说明: 常数列的极限等于同一常数.

小结:用定义证数列极限存在时,关键是任意给

定寻找N ,但不必要求最小的N .

,0>ε

例3.1,0lim <=∞

→q q n

n 其中证明分析:

ε

ε<-→=>?000n

q q ,,结论成立。若ε

<=-<

n

q q ,q 010欲使当??

????=>q N ,q n lg lg lg lg εε取)

0(lg ,lg lg <

证,0>ε任给,

0ε<=-n

n q x ,

lg lg ε

N ε

=取,

时则当N n >,

0ε<-n

q 就有.

0lim =∴∞

→n

n q ,0=q 若;00lim lim ==∞

→∞→n n

n q 则,

10<

lg lg q

n ε

>∴

“放大不等式”

分析:0

)1(1

2lim =+∞

→n n 证明:例4

证明:

n

21<ε<++=+=- 121)1(1022

n n n a n 欲使,只要ε21>n . 21 即可取??

????=εN εεε<-+>??

?

???=?>?0)1(12102

n N n N 时,有,当,

数列的极限、数学归纳法

数列的极限、数学归纳法 一、知识要点 (一) 数列的极限 1.定义:对于无穷数列{a n },若存在一个常数A ,无论预选指定多么小的正数ε,都能在数列中找到一项a N ,使得当n>N 时,|an-A|<ε恒成立,则称常数A 为数列{a n }的极限,记作 A a n n =∞ →lim . 2.运算法则:若lim n n a →∞ 、lim n n b →∞ 存在,则有 lim()lim lim n n n n n n n a b a b →∞ →∞ →∞ ±=±;lim()lim lim n n n n n n n a b a b →∞ →∞ →∞ ?=? )0lim (lim lim lim ≠=∞→∞ →∞→∞→n n n n n n n n n b b a b a 3.两种基本类型的极限:<1> S=?? ???-=>=<=∞ →)11() 1(1) 1(0lim a a a a a n n 或不存在 <2>设()f n 、()g n 分别是关于n 的一元多项式,次数分别是p 、q ,最高次项系数分别为p a 、 p b 且)(0)(N n n g ∈≠,则??? ????>=<=∞→)()() (0)()(lim q p q p b a q p n g n f q p n 不存在 4.无穷递缩等比数列的所有项和公式:1 1a S q = - (|q|<1) 无穷数列{a n }的所有项和:lim n n S S →∞ = (当lim n n S →∞ 存在时) (二)数学归纳法 数学归纳法是证明与自然数n 有关命题的一种常用方法,其证题步骤为: ①验证命题对于第一个自然数0n n = 成立。 ②假设命题对n=k(k ≥0n )时成立,证明n=k+1时命题也成立. 则由①②,对于一切n ≥ 0n 的自然数,命题都成立。 二、例题(数学的极限)

函数与数列的极限的强化练习题答案(含详细分析)

第一讲:函数与数列的极限的强化练习题答案 一、单项选择题 1.下面函数与y x =为同一函数的是() 2 .A y= .B y= ln .x C y e =.ln x D y e = 解:ln ln x y e x e x === Q,且定义域 () , -∞+∞,∴选D 2.已知?是f的反函数,则() 2 f x的反函 数是() () 1 . 2 A y x ? =() .2 B y x ? = () 1 .2 2 C y x ? =() .22 D y x ? = 解:令() 2, y f x =反解出x:() 1 , 2 x y =?互 换x,y位置得反函数() 1 2 y x =?,选A 3.设() f x在() , -∞+∞有定义,则下列函数 为奇函数的是() ()() .A y f x f x =+- ()() .B y x f x f x =-- ?? ?? () 32 .C y x f x = ()() .D y f x f x =-? 解:() 32 y x f x = Q的定义域() , -∞+∞且 ()()()()() 3232 y x x f x x f x y x -=-=-=- ∴选C 4.下列函数在() , -∞+∞内无界的是() 2 1 . 1 A y x = + .arctan B y x = .sin cos C y x x =+.sin D y x x = 解: 排除法:A 2 1 122 x x x x ≤= + 有界, B arctan 2 x π <有界, C sin cos x x +≤ 故选D 5.数列{}n x有界是lim n n x →∞ 存在的() A 必要条件 B 充分条件 C 充分必要条件 D 无关条件 解:Q{}n x收敛时,数列n x有界(即 n x M ≤),反之不成立,(如() {}11n--有界, 但不收敛, 选A 6.当n→∞时,2 1 sin n 与 1 k n 为等价无穷小, 则k= () A 1 2 B 1 C 2 D -2 解:Q 2 2 11 sin lim lim1 11 n n k k n n n n →∞→∞ ==,2 k=选C 二、填空题(每小题4分,共24分) 7.设() 1 1 f x x = + ,则() f f x ?? ??的定义域 为

专题12数列极限数学归纳法

专题三 函数 不等式 数列 极限 数学归纳法 一能力培养 1,归纳猜想证明 2,转化能力 3,运算能力 4,反思能力 二问题探讨 1 冋题1数列{ a n }满足3] , a i a 2 2 问题2已知定义在R 上的函数f(x)和数列{ a n }满足下列条件: a 1 a , a . f (a n 1) (n =2,3,4, ),a 2 印, f (a n ) f (a n 1) = k(a n a n 1) (n =2,3,4,),其中 a 为常数,k 为非零常数 (I) 令b n a n 1 a n ( n N ),证明数列{b n }是等比数列; (II) 求数列{ a n }的通项公式;(III)当k 1时,求 lim a n . n umv uuuv uuuv uuuv uuuiv uuv 问题3已知两点M ( 1,0) ,N (1,0),且点P 使MP MN , PM PN , NM NP 成公差小 于零的等差数列? uuuv uuuv (I)点P 的轨迹是什么曲线? (II)若点P 坐标为(X g , y 。),记 为PM 与PN 的夹角,求tan 2 a n n a n ,(n N ). (I)求{a n }的通项公式 (II)求丄 100n 的最小值; a n (III)设函数 f(n)是— 100n 与n 的最大者,求 f (n)的最小值.

三习题探讨 选择题 2 1数列{a n }的通项公式a n n kn ,若此数列满足a n a n ,(n N ),则k 的取值范围是 A, k 2 B, k 2 C,k 3 D, k 3 2等差数列{ a n },{ b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,若」 --- ,贝V —= T n 3n 1 b n 2 2n 1 2n 1 2n 1 A,— B,- C,- D,- 3 3n 1 3n 1 3n 4 3已知三角形的三边构成等比数列 ,它们的公比为q ,则q 的取值范围是 若AF , BF , CF 成等差数列,则有 1 6在 ABC 中,ta nA 是以4为第三项,4为第七项的等差数列的公差,ta nB 是以-为 3 第三项,9为第六项的等比数列的公比,则这个三角形是 A,钝角三角形 B,锐角三角形 C,等腰直角三角形 D,以上都不对 填空 2m 项之和S 2m ___________________________________ 11等差数列{a n }中,S n 是它的前n 项和且S 6 S 7,S 7 S 8,则①此数列的公差 d 0, 1苗 A, (0, 丁) B,(1 5 1 、5 1 、、 5 c,[1, 丁) D,( 1_5) 2 4在等差数列{a n }中,a 1 8 B ,75 1 ,第10项开始比1大,记 25 t 色 25 4 C , 75 [ im A (a n n n _3 50 S n ) t ,则t 的取值范围是 4 D ,75 t 5o 5 设 A (x i , y i ),B (X 2, y 2),C (X 3, y 3)是椭圆 2 y b 2 1(a 0)上三个点 ,F 为焦点, A, 2X 2 X ] x 3 B,2y 2 y 1 y 3 2 C,— X 2 2 D, X X 1 X 3 X 1 X 3 7等差数列{a n }前n (n 6)项和& 324,且前6项和为36,后6项和为180,则n 22 32 23 33 62 63 {a n }中』m(a 1 a ? 10 一个数列{a n },当n 为奇数时,a . 9在等比数列 2n 3n 6n ,则 lim S n 1 a n ) ,则a 1的取值范围是 ________________ 15 n 5n 1 ;当n 为偶数时,a n 22 .则这个数列的前

数学分析习作-数列极限与函数极限的异同

云南大学 数学分析习作课(1)读书报告 题目:数列极限与函数极限的异同 (定义,存在条件,性质,运算四方面的对比)学院:物理科学技术学院 专业:数理基础科学 姓名、学号: 任课教师: 时间: 2009-12-26 摘要 极限是数学中极其重要的概念之一,极限的思想是人们认知数学世界解决数学问题的 重要武器,是高等数学这个庞大的数学体系得以建立的基础和基石; 极限在数学中处于基础的地位,它是解决微积分等一系列重要数学问题的前提和基 础; 极限是一种思维,在学习高数时最好理解透彻了,在线代中没什么用.但是概率中用 的比较多,另外物理中许多都用到了极限的思维,它也能帮助更好的理解一些物理知 识;

在高等数学中,极限是一个重要的概念,极限可分为数列极限与函数极限,下面是关于两种极限的简要联系与说明。 关键词:数列极限与函数极限的定义,存在条件,性质,运算 一数列极限与函数极限的定义 1、数列与函数: a、数列的定义:数列是指按自然数编了号的一串数:x1,x2,x3,…,x n,…. 通常记作{x n},也可将其看作定义在自然数集N上的函数x n=N (, ), n n f∈故也称之为整标函数。 b、函数的定义:如果对某个范围X内的每一个实数x,可以按照确定的规律f, 得到Y内唯一一个实数y和这个x对应,我们就称f是X上的函数,它在x的数值(称为函数值)是y,记为) f y=。 (x (x f,即) 称x是自变量,y是因变量,又称X是函数的定义域,当x遍取X内的所有实数时,在f的作用下有意义,并且相应的函数值) f的全体所组成的范围叫作 (x

函数f 的值域,要注意的是:值域不一定就是Y ,它当然不会比Y 大,但它可能比Y 小。 2、 (一) 数列极限的定义: 对数列}{x n ,若存在常数A ,对N n N >?∈?>?,N ,0ε,有 ε<-A x n ,则称 数列收敛且收敛于A ,并称数列}{x n 的极限为A ,记为x n n lim ∞ →=A. 例1.试用定义验证:01 lim =∞→n n . 证明:分析过程,欲使,1 01ε<=-n n 只需ε 1 >n 即可,故 εεε<->?+?? ? ???=?>?01:,11,0n N n N . 例2.试用定义验证:).11(lim <<-=∞ →q n 证明:分析过程.欲使[]ε <=-n n q q 0, 只需q n lg lg ε > (注意0lg ??? ????????????????=?n q N n q N 对于比较复杂的表达式n n A x α=-,一般地,我们通过运算,适当放大,将n α变形简化到n β,既使得对于0>?ε由不等式εβ时,恒成立不等式εβn n n n n n n n n n n 1 95) 423(310 531423222 222. 故,

数列极限数学归纳法综合能力训练

1 mn 4(m n) mn 2(m n) 【综合能力训练】 一、选择题 1?数列{a n }是等比数列,下列结论中正确的是( ) A. a n ? a n+1 >0 B. a n ? a n+1 ? a n+2>0 C. a n ? a n+2 >0 D. a n ? a n+2 ? a n+4>0 2.在等比数列{a n }中,a 1=sec 0 ( B 为锐角),且前n 项和S n 满足lim S n = ,那么B 的 n a 1 取值范围是( ) A. (0, ) B. (0, ) C. (0, ) D. (0, 2 3 6 4 3.已知数列{a n }中,a n =p^ (n € N ),则数列{a n }的最大项是( ) n 156 A.第12项 B.第13项 C.第 项或13 . D.不存在 4.三个数成等差数列,如果将最小数乘 2,最大数加上 7,所得三数之积为 1000,且成 等比数列,则原等差数列的公差一定是( ) A.8 B.8 或—15 C. ± 8 D. ± 15 112 1 2 3 1 2 9 1 5.已知数列{a n }: , + , + +-, + + …+ ” , ... 那么数列{ 2 3 3 4 4 4 10 10 10 a n ?a n 1 的所有项的和为( ) A.2 B.4 C.3 D.5 n 1 | n n 1 . n 6.已知a 、b € —?a -> lim n ,贝V a 的取值范围是( ) n a n a A. a>1 B. — 11 D.a>1 或一1O ,且 |a 10|<|an|, S n 为其前 n 项之和, 则() A. S 1,S 2,…, S 10都小于零,S 11, S 12, …都大于零 B. S 1,S 2,…, S 5都小于零,S 6, S 7,… 都大于零 C. S 1,S 2,…, S 19都小于零,S 20, S 21 , …都大于零 D. S 1,S 2,…, S 20都小于零,S 21 , S 22 , …都大于零 9.将自然数1, 2, 3,…,n ,…按第k 组含k 个数的规则分组: (1), (2, 3), (4, 5, 6),…,那么1996所在的组是( ) A.第62组 B.第63组 C.第64组 D.第65组 10.在等差数列中,前 n 项的和为S n ,若 S m =2n,S n =2m,(m 、 n € N 且m ^ n ),则公差d 的 值为( )

数列、极限、数学归纳法 归纳、猜想、证明 教案

数列、极限、数学归纳法·归纳、猜想、证明·教案 张毅 教学目标 1.对数学归纳法的认识不断深化. 2.帮助学生掌握用不完全归纳法发现规律,再用数学归纳法证明规律的科学思维方法. 3.培养学生在观察的基础上进行归纳猜想和发现的能力,进而引导学生去探求事物的内在的本质的联系.教学重点和难点 用不完全归纳法猜想出问题的结论,并用数学归纳法加以证明. 教学过程设计 (一)复习引入 师:我们已学习了数学归纳法,知道它是一种证明方法.请问:它适用于哪些问题的证明? 生:与连续自然数n有关的命题. 师:用数学归纳法证明的一般步骤是什么? 生:共有两个步骤: (1)证明当n取第一个值n0时结论正确; (2)假设当n=k(k∈N,且k≥n0)时结论正确,证明当n=k+1时,结论也正确. 师:这两个步骤的作用是什么? 生:第(1)步是一次验证,第(2)步是用一次逻辑推理代替了无数次验证过程. 师:这实质上是在说明这个证明具有递推性.第(1)步是递推的始点;第(2)步是递推的依据.递推是数学归纳法的核心.用数学归纳法证题时应注意什么? 生:两个步骤缺一不可.证第(2)步时,必须用归纳假设.即在n=k成立的前提下推出n=k+1成立.师:只有这样,才能保证递推关系的存在,才真正是用数学归纳法证题. 今天,我们一起继续研究解决一些与连续自然数有关的命题.请看例1. (二)归纳、猜想、证明 1.问题的提出 a3,a4,由此推测计算an的公式,然后用数学归纳法证明这个公式. 师:这个题目看起来庞大,其实它包括了计算、推测、证明三部分,我们可以先一部分、一部分地处理.(学生很快活跃起来,计算工作迅速完成,请一位同学口述他的计算过程,教师板演到黑板上) 师:正确.怎么推测an的计算公式呢?可以相互讨论一下.

数学分析习作-数列极限及函数极限的异同

XX大学 数学分析习作课(1)读书报告 题目:数列极限与函数极限的异同 (定义,存在条件,性质,运算四方面的对比)学院:物理科学技术学院 专业:数理基础科学 、学号: 任课教师: 时间:2009-12-26摘要 极限是数学中极其重要的概念之一,极限的思想是人们认知数学世界解决数学问题的

重要武器,是高等数学这个庞大的数学体系得以建立的基础和基石; 极限在数学中处于基础的地位,它是解决微积分等一系列重要数学问题的前提和基础; 极限是一种思维,在学习高数时最好理解透彻了,在线代中没什么用.但是概率中用的比较多,另外物理中许多都用到了极限的思维,它也能帮助更好的理解一些物理知识;在高等数学中,极限是一个重要的概念,极限可分为数列极限与函数极限,下面是关于两种极限的简要联系与说明。 关键词:数列极限与函数极限的定义,存在条件,性质,运算 一数列极限与函数极限的定义 1、数列与函数:

a 、数列的定义:数列是指按自然数编了号的一串数:x 1,x 2,x 3,…,x n ,…. 通常记作{x n },也可将其看作定义在自然数集N 上的函数x n =N n n f ∈),(, 故也称之为整标函数。 b 、函数的定义:如果对某个围X 的每一个实数x ,可以按照确定的规律f ,得到Y 唯 一一个实数y 和这个x 对应,我们就称f 是X 上的函数,它在x 的数值(称为函数值)是y ,记为)(x f ,即)(x f y =。 称x 是自变量,y 是因变量,又称X 是函数的定义域,当x 遍取X 的所有实数 时,在f 的作用下有意义,并且相应的函数值)(x f 的全体所组成的围叫作函数f 的值域,要注意的是:值域不一定就是Y ,它当然不会比Y 大,但它可能比Y 小。 2、 (一)数列极限的定义: 对数列}{x n ,若存在常数A ,对N n N >?∈?>?,N ,0ε,有 ε<-A x n ,则称 数列收敛且收敛于A ,并称数列}{x n 的极限为A ,记为x n n lim ∞ →=A. 例1.试用定义验证:01 lim =∞→n n . 证明:分析过程,欲使,1 01ε<=-n n 只需ε 1 > n 即可,故 εεε<->?+?? ? ???=?>?01:,11,0n N n N . 例2.试用定义验证:).11(lim <<-=∞ →q n 证明:分析过程.欲使[]ε <=-n n q q 0, 只需q n lg lg ε > (注意0lg ??? ????????????????=?n q N n q N 对于比较复杂的表达式n n A x α=-,一般地,我们通过运算,适当放大,将n α变形简化到n β,既使得对于0>?ε由不等式εβ时,恒成立不等式εβ

课时考点数列极限数学归纳法

课时考点数列极限数学 归纳法 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

课时考点6 数列、极限、数学归纳法 考纲透析 考试大纲: 数学归纳法,数列的极限,函数的极限,极限的四则运算,函数的连续性。 高考热点: 数学归纳法,数列的极限 1专题知识整合 1.无穷递缩等比数列(q ?0,|q |<1)各项和1 1a S q = - 2.归纳法证猜想的结论,用数学归纳法证等式和不等式。 3.含有n 的无理式,如lim n →∞ 需分子有理化,转化为 0n = 4.指数型,如111lim n n n n n a b a b +++→∞-+,分子、分母同除以|a|n +1或|b|n +1转化为求lim n n q →∞ 热点题型1:数列与极限 样题1: (05全国卷II)已知{a n }是各项均为正数的等差数列,lga 1、lga 2、lga 4成等差数列.又21 n n b a = ,n=1,2,3,…. (Ⅰ)证明{b n }为等比数列; (Ⅱ)如果无穷等比数列{b n }各项的和1 3 S =,求数列{a n }的首项a 1和公差d . (注:无穷数列各项的和即当n ??时数列前n 项和的极限) 解:(Ⅰ)设数列{a n }的公差为d ,依题意,由 2142lg lg lg a a a =+ 得 2214a a a =

即)3()(1121d a a d a +=+,得d =0 或 d =a 1 因 1 221 +=+n n a a b b n n ∴ 当d =0时,{a n }为正的常数列 就有 11 221 ==++n n a a b b n n 当d =a 1时,1112112)12(,)12(1a a a a a a n n n n -+=-+=++,就有 1221+= +n n a a b b n n 2 1 = 于是数列{b n }是公比为1或 2 1 的等比数列 (Ⅱ)如果无穷等比数列{b n }的公比q =1,则当n →∞时其前n 项和的极限不存在。 因而d =a 1≠0,这时公比q =21,11 2b d = 这样{b n }的前n 项和为11[1()] 22112 n n d S -=- 则S=11[1()] 122lim lim 112 n n n n d S d →+∞→+∞-==- 由1 3 S =,得公差d =3,首项a 1=d =3 变式题型1 设数列{a n }是等差数列,a 1=1,其前n 项和为S n ,数列{b n }是等比数列,b 2=4, 其前n 项和为T n . 又已知lim n →∞ T n =16,S 5=2T 2+1.求数列{a n }、{b n }的通项公式。 样题2: (05天津)已知:u n =a n +a n -1b+a n -2b 2+…+ab n -1+b n (n ?N*,a >0,b >0)。 (Ⅰ)当a = b 时,求数列{a n }的前n 项和S n ; (Ⅱ)求1 lim n n n u u →∞-。 解:(I )当a = b 时,u n =(n+1)a n ,它的前n 项和 ()232341n n S a a a n a =+++++ ① ①两边同时乘以a ,得 ()23412341n n aS a a a n a +=+++ ++ ②

g3.1030数列与函数的极限(1)

g3.1030数列与函数的极限(1) 一、知识回顾 1、 数列极限定义 (1)定义:设{a n }是一个无穷数列,a 是一个常数,如果对于预先给定的任意小的正数ε,总存在正整数N ,使得只要正整数n>N ,就有|a n -a|<ε,那么就称数列{a n }以a 为极限,记作lim ∞→n a n =a 。 对前任何有限项情况无关。 *(2)几何解释:设ε>0,我们把区间(a-ε,a+ε)叫做数轴上点a 的ε邻域;极限定义中的不等式|a n -a|<ε也可以写成a-ε0,则特别地 01 lim =∞→n n ③设q ∈(-1,1),则lim ∞ →n q n =0;;1lim ,1==∞ →n n q q ,1-=q 或n n q q ∞ →>lim ,1不存在。

若无穷等比数列1,,,,11<-q aq aq a n 叫无穷递缩等比数列,其所有项的和(各项的和)为:q a s s n n -= =∞ →1lim 1 3、数列极限的运算法则 如果lim ∞→n a n =A ,lim ∞→n b n =B ,那么(1)lim ∞→n (a n ±b n )=A ±B (2)lim ∞→n (a n ·b n )=A ·B (3)lim ∞ →n n n b a =B A (B ≠0) 极限不存在的情况是1、±∞=∞ →n n a lim ;2、极限值不唯一,跳跃,如1,-1,1,-1…. 注意:数列极限运算法则运用的前提: (1)参与运算的各个数列均有极限; (2)运用法则,只适用于有限个数列参与运算,当无限个数列参与运算时不能首先套用. 二.基本训练 1、n n n n 2312lim 22++∞→= ;22322 lim n n n n n →∞+++= 2、135(21) lim 2462n n n →∞+++???+-+++???+=_________________ 3.已知a 、b 、c 是实常数,且a cn c an b cn c bn c bn c an n n n ++=--=-+∞→∞→∞→2222lim ,3lim ,2lim 则的值是……… ( ) A . 121 B .61 C .2 3 D .6

最新10.数学归纳法,数列极限

10.数学归纳法,数列 极限

第10讲数学归纳法、数列极限 一、知识要点 1.数学归纳法及其证明步骤 2.数列极限 3.数列极限的四则运算性质 4.无穷数列的各项和 二、经典例题 1.数学归纳法 例1.用数学归纳法证明: (1)?Skip Record If...? (2)设?Skip Record If...?,证明对一切?Skip Record If...?的自然数,等式 ?Skip Record If...?均成立 例2.?Skip Record If...?,用数学归纳法证明: (1)?Skip Record If...?能被13整除 (2)?Skip Record If...?能被9整除 例3.(1)数列?Skip Record If...?满足?Skip Record If...?,猜想并证明?Skip Record If...?的一个通项公式 (2)数列?Skip Record If...?的前?Skip Record If...?项和为?Skip Record If...?, 当?Skip Record If...?时,?Skip Record If...?,求?Skip Record If...?,并求证 ?Skip Record If...?是等比数列

2.数列的极限 例4.求下列各个数列极限 (1)?Skip Record If...? (2)?Skip Record If...? (3)?Skip Record If...? 例5.求下列各个数列极限 (1)?Skip Record If...? (2)?Skip Record If...? 例6.求下列各个数列极限: (1)?Skip Record If...? (2)?Skip Record If...? 例7.计算:(1)?Skip Record If...? (2)?Skip Record If...? (3)?Skip Record If...? (4)?Skip Record If...?

数列极限的证明

数列极限的证明 数列极限的证明X1=2,Xn+1=2+1/Xn,证明Xn的极限存在,并求该极限 求极限我会 |Xn+1-A|以此类推,改变数列下标可得 |Xn-A||Xn-1-A|…… |X2-A|向上迭代,可以得到|Xn+1-A|2 只要证明{x(n)}单调增加有上界就可以了。 用数学归纳法: ①证明{x(n)}单调增加。 x(2)=√[2+3x(1)]=√5>x(1); 设x(k+1)>x(k),则 x(k+2)-x(k+1))=√[2+3x(k+1)]-√[2+3x(k)](分子有理化) =[x(k+1)-3x(k)]/【√[2+3x(k+1)]+√[2+3x(k)]】>0。 ②证明{x(n)}有上界。 x(1)=1设x(k)x(k+1)=√[2+3x(k)]3 当0 当0 构造函数f(x)=x*a^x(0 令t=1/a,则:t>1、a=1/t 且,f(x)=x*(1/t)^x=x/t^x(t>1)

则: lim(x→+∞)f(x)=lim(x→+∞)x/t^x =lim(x→+∞)[x'/(t^x)'](分子分母分别求导) =lim(x→+∞)1/(t^x*lnt) =1/(+∞) =0 所以,对于数列n*a^n,其极限为0 4 用数列极限的定义证明 3.根据数列极限的定义证明: (1)lim[1/(n的平方)]=0 n→∞ (2)lim[(3n+1)/(2n+1)]=3/2 n→∞ (3)lim[根号(n+1)-根号(n)]=0 n→∞ (4)lim0.999…9=1 n→∞ n个9 5几道数列极限的证明题,帮个忙。。。Lim就省略不打了。。。n/(n^2+1)=0 √(n^2+4)/n=1 sin(1/n)=0

考研数学数列极限内容概括及考点总结

考研数学数列极限内容概括及考点总结 来源:文都教育 数列极限的概念和判断极限存在的夹逼准则和单调有界准则也是考研数学的重要考点,下面文都考研数学教研室老师为大家总结了数列极限部分的知识和考点题型,希望对同学们有帮助。 一、数列极限 1. 数列极限的定义 设{}n a 为一数列,若存在常数A ,对任意的0>ε,总存在0>N ,当N n >时,有ε<-||A a n ,称A 为数列{}n a 的极限,或称数列 {}n a 收敛于A ,记为A a n n =∞ →lim 。 2. 收敛数列的性质 (1)收敛数列极限存在且唯一. (2)收敛数列必为有界数列. (3)收敛数列的保号性. 3. 极限存在准则 (1)夹逼准则 如果数列{}{}{},,n n n a b c 满足下列条件: 从某项起,即0n N ?∈,当0n n >时有,n n n c b a ≤≤,且A c a n n n n ==∞ →∞ →lim lim , 则A b n n =∞ →lim 。 (2)单调有界准则 单调增加(或单调减少)且有上界(或有下界)的数列{}n x 必有极限。 【注】此准则只给出了极限的存在性,并未给出极限是多少。此时一般是在判定了“极限存在”以后通过数列的递推表示,在等式两边取极限得到。 4. 重要结论

(1)若lim lim n n n n a a a a →∞ →∞ =?=. (2)lim 0lim 0 n n n n a a →∞ →∞ =?=. (3)221lim lim ,lim n n n n n n a a a a a a -→∞ →∞ →∞ =?==. 【考点一】数列极限的概念与性质 例1设 ().lim 0,n n n n n x a y y x a →∞ ≤≤-=且为常数,则数列 {}n x 和{}n y ( ) 。 (A )都收敛于a (B )都收敛,但不一定收敛于a (C )可能收敛,也可能发散 (D )都发散 例2设 (){}{} .lim 0,,n n n n n n n n x a y y x x y →∞ ≤≤-=且和 {}n a 均为数列,则lim n n a →∞ ( )。 (A )存在且等于0 (B )存在但不一定等于0 (C )一定不存在 (D )不一定存在 【考点二】(1)单调有界数列必有极限. (2)单调递增且有上界的数列必有极限,单调递增且无上界的数列的极限为+∞. (3)单调递减且有下界的数列必有极限,单调递减且无下界的数列的极限为-∞. 例1 设()()1103,31,2, n n n x x x x n +<<=-=,证明:数列{}n x 极限存在,并求此极限 例2 设 ()2 0110,20,1,2, n n n x x x x n +-<<=+=,证明:数列{}n x 极限存在,并求此极限 【考点三】夹逼准则 【思路提示】在使用夹逼准则时,需要对通项进行“缩小”和“放大”,要注意:“缩小”应该是尽可能的大,而“放大”应该是尽可能的小,在这种情况下,如果仍然“夹不住”那么就说明夹逼准则不适用,改方法。 【考点四】数列连加和的极限 例1. 求极限 111 lim 1111212n n →∞ ? ?+++ ?++++ +??

不等式数列极限数学归纳法复习资料

不等式、数列、极限与数学归纳法 湖南省常德市一中曹继元 不等式、数列是高中数学的主干知识,也是高考的重点内容之一,每年都有与此相关的大题。其中,选择题和填空题一般以考查基础知识、基本方法为主,而解答题以考查数学思想方法、思维能力、以及创新意识为主。总体看来,本节内容对运算能力和逻辑推理能力有较高的要求。预测今年高考关于这一部分的内容, 仍然是以考能力为主,稳中有变,“小”中有新。与往年一样,可能出现基本题型、综合题型、应用题型等,个别题型还将会命出新意,把不等式、数列知识和现实生活、市场经济、理化生知识等紧密结合起来,甚至还会出现有较新创意的应用型题目。因此,我们必须引起高度重视。 1.不等式. 1.1 近三年湖南省高考考查情况统计

1.2 近三年考查情况分析 从近三年的高考湖南卷来看,虽然每年都有几道不等式的题,但大都是将不等式融入其它知识之中。一般来讲,选择题、填空题主要考查不等式性质、简单不等式的解法、函数最值的运用。解答题主要考查与不等式有关的基础知识、基本方法,以及运用相关知识去分析问题和解决问题的能力。 不等式作为工具知识,在高中数学的各个分支中都有广泛的应用。如确定函数的定义域、值域,确定函数的最值,确定集合的子集关系,确定方程的解等,无一不与不等式有着密切的关系。而不等式中往往蕴含有多种数学思想方法,如等价转化、分类讨论、数形结合、函数方程的思想方法,极易使得不等式与其它知识融会交融,体现“在知识交汇处设计命题”的特点,符合“多考一点想,少考一点算”的命题理念,也能有效的测试考生的“逻辑思维能力、运算能力、以及分析问题和解决问题的能力”。所以,我们复习时,要以此为重点,强化训练,提高能力。 1.3 今年考情预测 ①不等式仍将是高考数学的重点内容之一。选择题、填空题的难度不会增大,重在基础知识、基本方法的考查,但命题角度会有所变化,设问方式会有所创新,考查内容主要分布在不等式的性质、简单不等式的解法、不等式与集合、不等式与函数、不等式与方程等知识点中。解答题仍将以能力考查为主,重在考查代数推理能力,常以高中代数的主要内容(函数、方程、不等式、数列、导数、极限、数学归纳法)以及交叉综合内容为知识背景设计问题,主要考查含参数不等式的解法、均值不等式的运用、取值范围的求法等知识点,不排除应用题中直接涉及不等式相关知识的可能。 ②以不等式为中心设计函数、方程、不等式的综合题的可能性仍然较大,特别是含绝对值

第一讲:数列的极限函数的极限与洛必达法则的练习题答案

第一讲:数列的极限函数的极限与洛必达法则的练习题答案 一、单项选择题(每小题4分,共24分) 3. 若()0lim x x f x →=∞,()0 lim x x g x →=∞,则下列正确的是 ( ) A . ()()0lim x x f x g x →+=∞??? ? B . ()()0lim x x f x g x →-=∞??? ? C . ()() 01lim 0x x f x g x →=+ D . ()()0 lim 0x x kf x k →=∞≠ 解: ()()000lim lim x x x x k kf x k f x k →→≠==?∞∞ ∴选D 6.当n →∞时, 1k n 与1k n 为等价无穷小,则k=( ) A .12 B .1 C .2 D .-2 解:2 211sin lim lim 1,21 1n n k k n n k n n →∞→∞=== 选C 二 、填空题(每小题4分,共24分) 8.2112lim 11x x x →??-= ?--? ? 解:原式()()()112lim 11x x x x →∞-∞+--+ 111lim 12 x x →==+ 10 .n =

解:原式n ≡有理化 32n ==无穷大分裂法 11.1201arcsin lim sin x x x e x x -→??+= ?? ? 解:11220011sin 1,lim 0lim sin 0x x x x e e x x -→→≤=∴=又00arcsin lim lim 1x x x x x x →→== 故 原式=1 12.若()220ln 1lim 0sin n x x x x →+= 且0sin lim 01cos n x x x →=-,则正整数n = 解: ()222200ln 1lim lim sin n n x x x x x x x x →→+?= 20420,lim 02 n x n x n x →<>2,4,n n ∴>< 故3n = 三、计算题(每小题8分,共64分) 14.求0 x → 解:原式有理化 0x →0tan (1cos )1lim (1cos )2 x x x x x →-=?- 0tan 111lim lim 222 x x x x x x →∞→=?==

数学分析-数列极限

第二章 数列极限 §1 数列极限概念 教学目的与要求: 使同学们理解数列极限存在的定义,数列发散的定义,某一实数不是数列极限的定义;掌握用数列极限定义证明数列收敛发散的方法。 教学重点,难点: 数列极限存在和数列发散定义的理解;切实掌握数列收敛发散的定义,利用数列收敛或发散的定义证明数列的收敛或发散性。 教学内容: 一、课题引入 1°预备知识:数列的定义、记法、通项、项数等有关概念。 2°实例:战国时代哲学家庄周著《庄子·天下篇》引用一句话“一尺之棰, 日取其半,万古不竭。”将其“数学化”即得,每天截后剩余部分长度为(单位尺) 21,221,321,……,n 21 ,…… 或简记作数列:? ?????n 21 分析:1°、? ?? ???n 21随n 增大而减小,且无限接近于常数0; 2 二、数列极限定义 1°将上述实例一般化可得:

对数列{}n a ,若存在某常数a ,当n 无限增大时,a n 能无限接近常数a ,则称 该数为收敛数列,a 为它的极限。 例如:? ?? ???n 1, a=0; ??? ? ??-+n n )1(3, a=3; {}2 n , a 不存在,数列不收敛; {}n )1(-, a 不存在,数列不收敛; 2°将“n 无限增大时”,数学“符号化”为:“存在N ,当n >N 时” 将“a n 无限接近a ”例如对? ?? ? ??-+n n )1(()3以3为极限,对ε= 10 1 3)1(3--+ =-n a a n n =10 11π n 只需取N=10,即可 3°“抽象化”得“数列极限”的定义 定义:设{}n a 是一个数列,a 是一个确定的常数,若对任给的正数ε,总存在 某一自然数N ,使得当n >N 时,都有 a a n -<ε 则称数列{}n a 收敛于a ,a 为它的极限。记作 a a n n =∞ →lim {(或a n →a,(n →∞)) 说明 (1)若数列{}n a 没有极限,则称该数列为发散数列。 (2)数列极限定义的“符号化”记法:a a n n =∞ →lim ? ε ?>0,?N ,当n (3)上述定义中ε的双重性:ε>0是任意..

数学分析9数列极限存在的条件

§3 数列极限存在的条件 教学目的:使学生掌握判断数列极限存在的常用工具。 教学要求:(1)掌握并会证明单调有界定理,并会运用它求某些收敛数列的极限;(2)初步理解Cauchy 准则在极限理论中的主要意义,并逐步会应用Cauchy 准则判断某些数列的敛散性。 教学重点:单调有界定理、Cauchy 收敛准则及其应用。 教学难点:相关定理的应用。 教学方法:讲练结合。 教学程序: 引言 在研究比较复杂的极限问题时,通常分两步来解决:先判断该数列是否有极限(极限的存在性问题);若有极限,再考虑如何计算些极限(极限值的计算问题)。这是极限理论的两基本问题。在实际应用中,解决了数列{}n a 极限的存在性问题之后,即使极限值的计算较为困难,但由于当n 充分大时,n a 能充分接近其极限a ,故可用n a 作为a 的近似值。 本节将重点讨论极限的存在性问题。 为了确定某个数列是否有极限,当然不可能将每一个实数依定义一一加以验证,根本的办法是直接从数列本身的特征来作出判断。 从收敛数列的有界性可知:若{}n a 收敛,则{}n a 为有界数列;但反之不一定对,即{}n a 有界不足以保证{}n a 收敛。例如{} (1)n -。但直观看来,若{}n a 有界,又{}n a 随n 的增大(减少)而增大(减少),它就有可能与其上界(或下界)非常接近,从而有可能存在极限(或收敛)。 为了说明这一点,先给出具有上述特征的数列一个名称——单调数列。 一、 单调数列 定义 若数列{}n a 的各项满足不等式11()n n n a a a a ++≤≥,则称{}n a 为递增(递减)数列。递增和递减数列统称为单调数列. 例如:1n ??????为递减数列;{} 2n 为递增数列;(1)n n ??-????不是单调数列。 二、 单调有界定理 〔问题〕 (1)单调数列一定收敛吗?;(2)收敛数列一定单调吗? 一个数列{}n a ,如果仅是单调的或有界的,不足以保证其收敛,但若既单调又有界,就可以了。此即下面的极限存在的判断方法。 定理(单调有界定理) 在实数系中,有界且单调数列必有极限。 三、 应用

数列、极限、数学归纳法()

第二章数列、极限、数学归纳法(2) 等比数列 【例题精选】: 例1:“b 2 = ac ”是a , b , c 成等比数列的 A .充分非必要条件 B .必要非充分条件 C .充分且必要条件 D .既不充分又不必要条件 分析:由a , b , c 成等比数列?b ac 2=;b ac 2=若a , b , c 中有等于零者,a , b , c 不成等比数列,故选(B ) 说明:只有当a , b , c 均不为零时, b ac 2=? a , b , c 成等比数列。 例2:已知数列{}a n 的前n 次和S k k n n =+3(为常数),那么下述结论正确的 是 A .k 为任意实数时,{}a n 是等比数列 B .k = -1时,{}a n 是等比数列 C .k = 0时,{}a n 是等比数列 D .{}a n 不可能是等比数列 分析:给出 s k k n n =+3(为常数),可由s n 求出通项a n 来进行判断: n a s k n a s s k k n n n n n n ===+≥=-=+-+=?---13123323211111 时,时,() ()() 当n a ==?=1223210时,由()式 当a k k 121321=+==-时代入()式得得, {}∴=-=?∈-当时,数列k a n N a n n n 1231()是等比数列,故选(B )。 小结:解好本题要准确掌握数列的前n 项和S n 与通项a n 关系式 a n =s n s s n n n 1 112=-≥?? ?- 例3:在等比数列{}a n 中,已知a a a a a 132492040+=-+=,,求 解:设等比数列的公比为q ,依题意:() ()a a q a q a q 112 1 13 201402+=-+=????? ()()()()()12112 214 421024 19188÷=-∴=-=-∴==--=-得 代入得q q a a a q 例4:(1)在等比数列6,…,1458,…,13122,…中,1458是第n 项, 13122

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