数列极限的运算性质
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数列极限的概念与性质数列是数学中一种非常重要的数学对象,它在许多领域都有广泛的应用。
而数列的极限是数列理论中的一个基本概念,通过对数列的极限的研究,可以揭示数列的性质和规律,进一步拓展数学的应用领域。
一、数列极限的概念数列极限是数学中一个非常重要的概念,它描述了数列随着项数增加而趋近的某个确定值。
对于一个数列{an},当n趋近于无穷大时,如果存在一个实数A,使得对于任意给定的正实数ε,总存在自然数N,使得当n>N时,有|an - A|< ε成立,那么数A就是数列{an}的极限,记作lim(n→∞) an = A。
二、数列极限的性质1. 唯一性:数列的极限如果存在,则唯一。
这意味着一个数列不可能有两个不同的极限。
2. 有界性:如果一个数列存在极限,则它是有界的,即数列中的所有项都在某个范围内。
3. 保号性:如果数列{an}的极限为A,则当n足够大时,数列的每一项与A的关系与A的正负号相同。
4. 极限的四则运算:如果两个数列{an}和{bn}的极限都存在,则它们的和、差、乘积、商的极限也存在,并且有相应的运算规律。
5. 夹逼定理:如果数列{an}、{bn}和{cn}满足an≤bn≤cn,且li m(n→∞) an = lim(n→∞) cn = A,那么lim(n→∞) bn = A。
6. 收敛数列的有界性:如果数列{an}的极限存在,则数列{an}是有界的。
7. 子列的极限:如果数列{an}的极限为A,则它的任意一个子列的极限也为A。
三、数列极限的应用1. 无穷级数:通过对数列极限的研究,可以求解各种无穷级数的和,如等比级数、调和级数等。
2. 函数极限:函数极限可以看作是数列极限的推广,通过对数列的极限性质的研究,可以进一步推导函数的极限性质。
3. 微积分:微积分中的导数和积分都与数列的极限密切相关,数列极限的概念和性质对于理解微积分理论非常重要。
4. 计算机科学:数列极限的思想也可以应用到计算机科学中,通过数值计算的方法来逼近数列的极限,解决计算问题。
数列极限的定义与性质数列是由一系列按特定规律排列的数字组成的序列。
在数学中,了解数列的极限是非常重要的。
通过研究数列的极限,我们可以揭示数列的性质,并且可以应用到不同的领域中。
本文将探讨数列极限的定义与性质,帮助读者更好地理解和应用数列。
一、极限的定义数列的极限是指当数列中的项趋近于某个值时,数列的值也趋近于该值。
数列极限可以用以下方式进行定义:设有数列 {a_n},其中 n 表示数列中的项的索引(在数列中的位置)。
若对于任意给定的正实数ε,都存在正整数 N,使得当 n > N 时,有|a_n - A| < ε 成立,则称数列 {a_n} 的极限为 A,记作lim(n→∞) a_n = A。
其中,|a_n - A| 表示 a_n 与 A 之间的差的绝对值。
ε (epsilon) 是一个任意小的正实数,N 是一个正整数。
二、极限的性质数列极限具有以下性质:1. 极限的唯一性:设数列 {a_n} 的极限为 A,则数列的极限是唯一的,即不存在另外的极限值。
2. 极限的有界性:若数列 {a_n} 的极限为 A,则对于任意给定的正实数ε,存在正整数 N,使得当 n > N 时,有|a_n| < |A|+ε 成立。
换句话说,当 n 足够大时,数列的值都在 A 的某个邻域内。
3. 极限的保号性:若数列 {a_n} 的极限为 A,且 A > 0 (或 A < 0),则存在正整数 N,使得当 n > N 时,有 a_n > 0 (或 a_n < 0) 成立。
也就是说,当 n 足够大时,数列的值与其极限符号一致。
4. 极限的四则运算:设数列 {a_n} 和 {b_n} 的极限分别为 A 和 B,则有以下四则运算定理:- 两个数列的和的极限等于两个数列的极限的和,即lim(n→∞) (a_n + b_n) = A + B。
- 两个数列的差的极限等于两个数列的极限的差,即lim(n→∞) (a_n - b_n) = A - B。
数列的极限性质与计算方法数列在数学中起着重要的作用,它们与极限的关系密切相关。
本文将介绍数列的极限性质以及常用的计算方法。
通过了解数列的极限性质,我们可以更好地理解和处理数学问题。
一、数列的极限性质数列的极限是指数列随着项数的增加趋向于某个确定的值。
数列的极限性质包括数列的有界性、单调性和收敛性。
1. 数列的有界性对于数列{an},如果存在常数M,使得对所有的n,有|an| ≤ M,那么数列{an}是有界的。
数列的有界性是指数列中的所有项都不会无限增加或减小,而是有一个上界和下界。
2. 数列的单调性对于数列{an},如果对于所有的n,都有an ≤ an+1 或an ≥ an+1,那么数列{an}是单调的。
数列的单调性是指数列中的项是否按照一定的规律递增或递减。
3. 数列的收敛性对于数列{an},如果存在常数L,使得当n趋向于无穷大时,an趋向于L,那么数列{an}收敛于L。
数列的收敛性是指数列是否有一个确定的极限值。
二、数列的计算方法在计算数列的极限时,我们常用的方法包括通项公式、夹挤准则以及数列的运算法则。
1. 通项公式有些数列可以通过通项公式来表示,通项公式可以帮助我们计算数列的任意一项。
例如,斐波那契数列可以通过通项公式an = (φ^n - (1-φ)^n)/√5来计算。
2. 夹挤准则夹挤准则是一种常用的计算数列极限的方法。
如果存在数列{bn}和数列{cn},满足对于所有的n,有bn ≤ an ≤ cn,并且{bn}和{cn}的极限都为L,那么数列{an}的极限也是L。
3. 数列的运算法则数列的运算法则包括数列的加法、减法、乘法和除法的性质。
例如,如果数列{an}和{bn}都收敛于L,那么它们的和数列{an + bn}也收敛于2L。
总结:数列的极限性质和计算方法是数学中的重要知识点。
通过了解数列的有界性、单调性和收敛性,我们可以判断数列的特性。
在计算数列的极限时,可以运用通项公式、夹挤准则和数列的运算法则等方法。
数列极限名词解释数列极限是数学中重要的概念之一,它在分析、微积分以及实际问题的建模与求解中扮演着关键角色。
本文将对数列极限进行解释,并介绍其基本概念和性质。
一、数列的定义数列是一系列按照特定规律排列的数字的集合。
通常用{an}或{a1, a2,a3,...}表示,其中每个数an称为数列的项,n表示项的位置或索引。
二、数列的极限定义对于数列{an},当n逐渐增大时,如果数列的项趋向于某个确定的值L,即对于任意给定的正数ε,存在正整数N,当n>N时,满足|an-L|<ε,那么我们说数列的极限存在,记为lim(n→∞)an= L。
这里,L称为数列的极限,n→∞表示当n趋向于无穷大时。
三、极限的直观理解数列的极限可以被理解为当n趋近于无穷大时,数列的项逐渐接近于某个值。
直观上,我们可以将数列的项画在数轴上,随着n增大,数列的项逐渐靠近极限值L。
例如,考虑数列{1/n},当n取不断增大的正整数时,数列的项会逐渐接近0,因此该数列的极限为0。
四、数列极限的性质1.数列的极限是唯一的:如果数列{an}的极限存在,那么它的极限是唯一的,即极限值L唯一确定。
2.有界性:如果数列{an}的极限存在,那么数列必定是有界的,即存在正数M,使得对于任意的n,|an|≤M。
3.极限运算法则:设{an}和{bn}是两个数列,并且它们的极限都存在,则有以下运算法则:a)lim(n→∞)(an±bn)=lim(n→∞)an±lim(n→∞)bnb)lim(n→∞)(k*an)=k*lim(n→∞)an,其中k是常数c)lim(n→∞)(an*bn)=lim(n→∞)an*lim(n→∞)bnd)lim(n→∞)(an/bn)=lim(n→∞)an/lim(n→∞)bn,其中bn≠0五、常见数列极限1.常数数列:对于数列{an},如果an=c,其中c为常数,则该数列的极限为lim(n→∞)an=c。
高中数学数列极限的性质与计算方法详解数列是高中数学中的重要概念,而数列的极限更是数学分析的基础。
在高中数学中,数列极限的性质和计算方法是一个重要的考点。
本文将详细解析数列极限的性质和计算方法,并通过具体题目进行举例,帮助高中学生和他们的父母更好地理解和掌握这一知识点。
一、数列极限的性质1. 有界性:如果数列{an}存在有界的上界和下界,那么该数列必定收敛。
例如,考虑数列{an} = (-1)^n,该数列的值在-1和1之间,因此数列{an}是有界的,且极限为0。
2. 单调性:如果数列{an}单调递增且有上界,或者单调递减且有下界,那么该数列必定收敛。
例如,考虑数列{an} = 1/n,该数列单调递减且有下界0,因此数列{an}是收敛的,且极限为0。
3. 夹逼定理:如果数列{an}满足an≤bn≤cn,并且lim an = lim cn = L,那么数列{bn}也收敛,并且极限为L。
例如,考虑数列{an} = 1/n,{bn} = (1 + 1/n)^n,{cn}= (1 + 1/n)^(n+1),显然有an≤bn≤cn,并且lim an = lim cn = 0,因此数列{bn}也收敛,且极限为0。
二、数列极限的计算方法1. 基本四则运算法则:如果数列{an}和{bn}的极限分别为A和B,那么数列{an + bn}的极限为A + B,数列{an - bn}的极限为A - B,数列{an * bn}的极限为A * B,数列{an / bn}的极限为A / B(其中B ≠ 0)。
2. 极限的乘法法则:如果数列{an}的极限为A,数列{bn}的极限为B,那么数列{an * bn}的极限为A * B。
例如,考虑数列{an} = 1/n,{bn} = n,显然lim an = 0,lim bn = ∞,但是lim (an * bn) = 1。
3. 极限的倒数法则:如果数列{an}的极限为A(A ≠ 0),那么数列{1/an}的极限为1/A。
数列极限概念与性质例题和知识点总结一、数列极限的概念数列是按照一定顺序排列的一列数,例如1,2,3,4,…,n,… 。
数列极限则是描述当数列中的项数无限增大时,数列的取值趋近于某个确定的常数。
用数学语言来表示,如果对于任意给定的正数ε ,总存在正整数 N ,使得当 n > N 时,|an A| <ε 恒成立,那么就称常数 A 是数列{an} 的极限,记作lim(n→∞) an = A 。
通俗地说,就是当数列的项数变得非常大时,数列的项与某个常数A 的距离可以任意小。
二、数列极限的性质1、唯一性:如果数列{an} 有极限,那么极限值是唯一的。
2、有界性:如果数列{an} 有极限,那么数列{an} 一定是有界的。
3、保号性:如果lim(n→∞) an = A ,且 A > 0 (或 A < 0 ),那么存在正整数 N ,当 n > N 时,an > 0 (或 an < 0 )。
三、数列极限的例题例 1:求数列{1 / n} 的极限。
解:对于任意给定的正数ε ,要使| 1 / n 0 |<ε ,即 1 / n<ε ,解得 n > 1 /ε 。
取 N = 1 /ε + 1 (其中 x 表示不超过 x 的最大整数),当 n > N 时,| 1 / n 0 |<ε 恒成立。
所以lim(n→∞) 1 / n = 0 。
例 2:证明数列{(-1)^n / n} 的极限为 0 。
解:对于任意给定的正数ε ,因为|(-1)^n / n 0 |= 1 / n ,要使 1 / n <ε ,解得 n > 1 /ε 。
取 N = 1 /ε + 1 ,当 n > N 时,|(-1)^n / n 0 |<ε 恒成立。
所以lim(n→∞)(-1)^n / n = 0 。
例 3:判断数列{n /(n + 1)}的极限。
解:lim(n→∞) n /(n + 1) =lim(n→∞) 1 /(1 + 1 / n)当n → ∞ 时,1 /n → 0 ,所以 1 /(1 + 1 /n) → 1 。
数列极限的知识点总结一、数列极限的定义1.1 数列首先要了解数列的概念。
数列是由一系列按照一定顺序排列的数所组成的有序集合。
数列通常用符号{an}表示,其中an代表数列的第n个元素。
数列是数学中一种基本的数学概念,它在许多数学问题中都起着重要的作用。
1.2 数列极限接着要了解数列的极限。
数列{an}的极限是指当n趋向于无穷大时,数列中的元素an的值趋近于一个常数L,即lim(an) = L。
如果这样一个数L存在,那么我们就说数列{an}收敛,并且把L称为数列的极限,记作lim(an) = L。
如果这样一个数L不存在,那么我们就说数列{an}发散。
1.3 数列极限的形式化定义对于给定的数ε,如果存在一个正整数N,使得当n大于N时,|an - L| < ε恒成立,那么称L是数列{an}的极限。
这样的N存在的话,就称这N是数L和ε的函数。
1.4 无穷大数列如果数列{an}中的元素an当n趋向于无穷大时,它的绝对值|an|趋向于无穷大,那么就称数列{an}是无穷大的。
对于无穷大数列,我们通常用符号lim(an) = ±∞来表示。
1.5 注意事项在讨论数列极限的问题时,需要注意以下几点:1) 数列的极限可能是一个有限的常数,也可能是无穷大。
2) 一般来说,数列的极限不一定存在,也可能有多个极限(一般在不同n的取值范围内)。
3) 要特别注意当n趋于无穷大时,数列中的元素an的绝对值的行为,关系到数列是否是无穷大数列。
以上是数列极限的基本概念和定义,下面我们将介绍数列极限的相关性质。
二、数列极限的相关性质2.1 唯一性如果数列{an}收敛,那么它的极限是唯一的。
换句话说,如果lim(an) = L1和lim(an) = L2,那么L1 = L2。
2.2 有界性如果数列{an}收敛,那么它一定是有界的,即存在一个正实数M,使得|an| < M(n∈N)。
2.3 保号性如果数列{an}收敛到一个有限的极限L,那么当n充分大时,数列{an}的元素和L有相同的正负号。
极限运算法则总结
1. 极限的唯一性:如果一个数列存在极限,则极限唯一。
2. 有界性原理:如果一个数列有极限,则它是有界数列。
3. 递推数列的极限性质:如果一个数列存在极限,那么这个数列的递推数列也存在极限,且极限相等。
4. 夹逼准则:如果一个数列在两个极限之间夹逼,那么这个数列也存在极限,且极限等于夹逼的两个极限。
5. 极限与函数连续性的关系:如果一个函数在某点处连续,那么在这个点处的极限就等于函数值。
6. 极限与函数单调性的关系:如果一个函数单调递增且有上界(或单调递减且有下界),那么这个函数存在极限,且极限等于上(或下)界。
7. 极限的四则运算法则:对于两个数列,若它们存在极限,则它们的和、差、积、商(分母不为0)也存在极限,且按照运算法则计算。
8. 乘积的极限性质:如果一个数列存在极限,那么它与另一个数列的乘积也存在极限,且极限等于原数列和另一个数列的极限的乘积。
9. 商的极限性质:如果两个数列都存在极限且分母数列的极限不为0,那么它们的商也存在极限,且极限等于分子和分母各自的极限的商。
10. 多项式函数与指数函数的极限:在正无穷大和负无穷大两个方向上,多项式函数的极限为正无穷或负无穷,而指数函数的极限为0(负指数)或正无穷(正指数)。
高等数学:数列的极限一、引言在高等数学中,数列是极为重要的概念之一。
数列是由一系列按照一定规律排列的数所组成的序列。
而数列的极限则是指在数列中的某种规律性趋势下,数列中的项逐渐接近一个确定的数。
本文将深入探讨高等数学中数列的极限这一概念。
二、数列的定义数列是由一系列有序的数按确定的规律排列而成的序列。
一般来说,数列可以表示为 $a_1, a_2, a_3, \\ldots$,其中a a表示数列的第a项。
数列可以有无穷多项,也可以有有限项。
三、数列极限的定义考虑一个数列 $a_1, a_2, a_3, \\ldots$,如果数列中的项a a随着a的增大趋近于一个常数a,那么我们称常数a是该数列的极限,记作 $\\lim_{n\\to\\infty} a_n = A$。
简单来说,数列的极限就是数列中的项在逐渐接近一个确定的值。
四、数列极限的性质在研究数列的极限时,我们可以利用一些性质来简化计算或判断。
以下是一些常用的数列极限性质:1.数列极限的唯一性:若数列的极限存在,那么极限是唯一的。
2.数列加减乘除的极限性质:若$\\lim_{n\\to\\infty}a_n = A$,$\\lim_{n\\to\\infty} b_n = B$,则$\\lim_{n\\to\\infty} (a_n \\pm b_n) = A \\pm B$,$\\lim_{n\\to\\infty} a_n b_n = A \\cdot B$,$\\lim_{n\\to\\infty} \\frac{a_n}{b_n} =\\frac{A}{B}$(当a aa0时)。
五、数列的极限计算方法计算数列的极限通常可以通过分析数列的规律性和使用一些极限运算法则来进行。
以下是一些常用的数列极限计算方法:1.利用等式化简:有时数列的极限可以通过等式化简来得到。
例如,将复杂的数列分解成更简单的形式,进而计算极限。
2.利用夹逼准则:对于某些比较复杂的数列,我们可以利用夹逼准则来证明数列的极限值。
数列极限的定义与性质数列是数学中一个非常重要的概念,而数列的极限更是数学分析中的基础知识之一。
数列极限的定义与性质对于理解数学分析、微积分等学科具有重要意义。
本文将从数列极限的定义入手,逐步介绍数列极限的性质,帮助读者更好地理解这一概念。
1. 数列极限的定义数列极限的定义是数学分析中的基础概念之一。
对于数列${a_n}$,当$n$趋于无穷大时,如果数列的项$a_n$可以无限接近某个常数$A$,那么称常数$A$为数列${a_n}$的极限,记作$\lim\limits_{n \to\infty} a_n = A$。
换句话说,对于任意给定的正实数$\varepsilon$,总存在正整数$N$,使得当$n>N$时,数列的项$a_n$与极限$A$之间的差的绝对值$|a_n - A|$小于$\varepsilon$。
数学上也可以用$\lim\limits_{n \to \infty} a_n = A$来表示数列${a_n}$的极限。
这个定义是数列极限的基础,也是理解数列极限性质的前提。
2. 数列极限的性质数列极限具有一些重要的性质,下面将逐一介绍这些性质:(1)数列极限的唯一性:如果数列${a_n}$的极限存在,那么这个极限是唯一的。
也就是说,如果$\lim\limits_{n \to \infty} a_n = A$且$\lim\limits_{n \to \infty} a_n = B$,那么$A=B$。
(2)数列极限的有界性:如果数列${a_n}$的极限存在,那么这个数列是有界的。
即存在一个实数$M$,使得对于数列的每一项$a_n$,都有$|a_n| \leq M$。
(3)数列极限的保号性:如果数列${a_n}$的极限存在且大于(小于)零,那么从某项开始,数列的每一项都大于(小于)零。
(4)数列极限的四则运算性质:设$\lim\limits_{n \to \infty} a_n = A$,$\lim\limits_{n \to \infty} b_n = B$,则有:- $\lim\limits_{n \to \infty} (a_n \pm b_n) = A \pm B$- $\lim\limits_{n \to \infty} (a_n \cdot b_n) = A \cdot B$- 若$B \neq 0$,$\lim\limits_{n \to \infty} \frac{a_n}{b_n} = \frac{A}{B}$(5)夹逼准则:如果数列${a_n}$、${b_n}$、${c_n}$满足$a_n\leq b_n \leq c_n$,且$\lim\limits_{n \to \infty} a_n =\lim\limits_{n \to \infty} c_n = A$,那么$\lim\limits_{n \to\infty} b_n = A$。
极限的运算
教学目标
1.熟练运用极限的四则运算法则,求数列的极限.
2.理解和掌握三个常用极限及其使用条件.培养学生运用化归转化和分类讨论的思想解决数列极限问题的能力.
3.正确认识极限思想和方法是从有限中认识无限,从近似中认识精确,从量变中认识质变的一种辩证唯物主义的思想.
教学重点与难点
使用极限四则运算法则及3个常用极限时的条件.
教学过程
(一)运用极限的四则运算法则求数列的极限
师:高中数学中的求极限问题,主要是通过极限的四则运算法则,把所求极限转化成三个
常用极限:n n 1lim ∞→=0,∞→n lim C=C ,∞
→n lim q n =0(|q|<1)来解决。
例1:求下列极限:
1
4537lim )1(323-++-∞→n n n n n
师:(1)中的式子如何转化才能求出极限.
生:可以分子、分母同除以n 3,就能够求出极限.
师:(2)中含有幂型数,应该怎样转化?
师:分子、分母同时除以3n-1结果如何?
生:结果应该一样.
师:分子、分母同时除以2n或2n-1,能否求出极限?
(二)先求和再求极限
例2 求下列极限:
由学生自己先做,教师巡视.
判断正误.
生:因为极限的四则运算法则只适用于有限个数列加、减、乘、除的情况.此题当n →∞,和式成了无限项的和,不能使用运算法则,所以解法1是错的.
师:解法2先用等差数列的求和公式,求出分子的和,满足了极限四则运算法则的条件,从而求出了极限.第(2)题应该怎样做?
生:用等比数列的求和公式先求出分母的和.
=12.
师:例2告诉我们不能把处理有限项和问题的思路及方法随意地搬到无限项和的问题中去,要特别注意极限四则运算法则的适用条件.
例3求下列极限:
师:本例也应该先求出数列的解析式,然后再求极限,请同学观察所给数列的特点,想出对策.
生:(1)题是连乘积的形式,可以进行约分变形.
生:(2)题是分数和的形式,可以用“裂项法”变形.
例4设首项为1,公比为q(q>0)的等比数列的前n项和为S n,
师:等比数列的前n项和S n怎样表示?
师:看来此题要分情况讨论了.
师:综合两位同学的讨论结果,解法如下:
师:本例重点体现了分类讨论思想的运用能够使复杂问题条理化.同
(三)公比绝对值小于1的无穷等比数列前n项和的极限
师:利用无穷等比数列所有各项和的概念以及求极限的知识,我们已经得到了公比的绝对值小于1的无穷等比数列各项和的公式:
例5计算:
题目不难,可由学生自己做.
师:(1)中的数列有什么特点?
师:(2)中求所有奇数项的和实质是求什么?
(1)所给数列是等比数列;
(2)公比的绝对值小于1;
(四)利用极限的概念求数的取值范围
师:(1)中a在一个等式中,如何求出它的值.
生:只要得到一个含有a的方程就可以求出来了.
师:同学能够想到用方程的思想解决问题非常好,怎样得到这个方程?生:先求极限.
师:(2)中要求m的取值范围,如何利用所给的等式?
|q|<1,正好能得到一个含有m的不等式,解不等式就能求出m的范围.
解得0<m<4.
师:请同学归纳一下本课中求极限有哪些类型?
生:主要有三种类型:
(1)利用极限运算法则和三个常用极限,求数列的极限;
(2)先求数列的前n项和,再求数列的极限;
(3)求公比绝对值小于1的无穷等比数列的极限.
师:求数列极限应注意的问题是什么?
生甲:要注意公式使用的条件.
生乙:要注意有限项和与无限项和的区别与联系.
上述问答,教师应根据学生回答的情况,及时进行引导和必要的补充.(五)布置作业
1.填空题:
2.选择题:
则x的取值范围是[ ].
的值是[ ].
A.2 B.-2 C.1 D.-1
作业答案或提示
(7)a.
2.选择题:
(2)由于所给两个极限存在,所以a n与b n的极限必存在,得方程
以上习题教师可以根据学生的状况,酌情选用.
课堂教学设计说明
1.掌握常用方法,深化学生思维.
数学中对解题的要求,首先是学生能够按部就班地进行逻辑推理,寻找最常见的解题思路,当问题解决以后,教师要引导学生立即反思,为什么要这么做?对常用方法只停留在会用是不够的,应该对常用方法所体现的思维方式进行深入探讨,内化为自身的认知结构,然后把这种思维方式加以运用.例1的设计就是以此为目的的.
2.展示典型错误,培养严谨思维.
第二课时数列极限的运算性质
教学目标:1、掌握数列极限的运算性质;会利用这些性质计算数列的极限
2、掌握重要的极限计算公式:lim(1+1/n)n=e
教学过程:
一、数列极限的运算性质
如果lima n=A,limb n=B,那么
(1)lim(a n+b n)= lima n+ limb n =A+B(2)lim(a n-b n)= lima n- limb n =A-B
(3)lim(a n•b n)= lima n• limb n =A•B(4)lim(a n/b n)= lima n/ limb n =A/B(B≠0,b n≠0)注意:运用这些性质时,每个数列必须要有极限,在数列商的极限中,作为分母的数列的项及其极限都不为零。
数列的和的极限的运算性质可推广为:如果有限个数列都有极限,那么这有限个数列对应各项的和所组成的数列也有极限,且极限值等于这有限个数列的极限的和。
类似地,对数列的积的极限的运算性质也可作这样的推广。
注意:上述性质只能推广为有限个数列的和与积的运算,不能推广为无限个数列的和与积。
二、求数列极限
1、lim(5+1/n)=5
2、lim(n2-4)/n2=lim(1-4/n2)=1
3、lim(2+3/n)2=4
4、lim[(2-1/n)(3+2/n)+(1-3/n)(4-5/n)]=10
5、lim(3n2-2n-5)/(2n2+n-1)=lim(3-2/n-5/n2)/(2+1/n-1/n2)=3/2
分析:由于lim(3n2-2n-5)及lim(2n2+n-1)都不存在,因此不能直接应用商的极限运算性质进行计算。
为了能应用极限的运算性质,可利用分式的性质先进行变形。
在变形时分子、分母同时除以分子、分母中含n的最高次数项。
4、一个重要的数列极限
我们曾经学过自然对数的底e≈2.718,它是一个无理数,它是数列(1+1/n)n的极限。
lim(1+1/n)n =e (证明将在高等数学中研究)
求下列数列的极限
lim(1+1/n) 2n+1 =lim(1+1/n)n•(1+1/n)n•(1+1/n)=e•e•1=e2
lim(1+3/n)n =lim[(1+1/(n/3))n/3] 3=e3
分析:在底数的两项中,一项为1,另一项为3/n,其中分子不是1,与关于e的重要极限的形式不相符合,为此需要作变形。
其变形的目标是将分子中的3变为1,而不改变分式的值。
为此可在3/n的分子、分母中同时除以3,但这样又出现了新的矛盾,即分母中的n/3与指数上的n以及取极限时n→∞不相一致,为此再将指数上的n改成n/3•3,又因为n→∞与n/3→∞是等价的。
lim(1+1/(n+1))n=lim(1+1/(n+1))(n+1)-1=lim(1+1/(n+1))n+1/lim(1+1/(n+1))=e
练习:计算下列数列的极限
lim(3-1/2n)=3 lim(1/n2+1/n-2)(3/n-5/2)=5 lim(-3n2-1)/(4n2+1)=-3/4
lim(n+3)(n-4)/(n+1)(2n-3)=1/2 lim(1+3/2n)2=1 lim(1+1/3n)2(2-1/(n+1) 3=1•8=8
lim(1+1/n)3n+2=lim[(1+1/n)n]3•(1+1/n)2=e3lim(1+4/n)n=e4 lim(1+1/(n+2))n+1=e
lim[(n+5)/(n+4)]n=lim(1+1/(n+4)) n=e lim(1+2/(n+1)) n=e2
lim[(n+5)/(n+2)] n=lim[(1+3/(n+2))(n+2)/3] 3/(1+3/(n+2)) 2=e3。