数列极限的四则运算法则
数列极限的四则运算法则如下:
当数列{an},{bn}分别以a,b为极限时,数列{an±bn}的极限是a±b,数列{anbn}的极限是ab;当bbn不等于0时,{an/bn}的极限是a/b;当函数f,g分别以a,b为极限时,函数f±b的极限是a±b,函数fg的极限是ab;当bg不等于0时,{f/g}的极限是a/b。
数列的极限问题是我们学习的一个比较重要的部分,同时,极限的理论也是高等数学的基础之一。数列极限的问题作为微积分的基础概念,其建立与产生对微积分的理论有着重要的意义。
数列极限的四则运算法则证明方法如下:
定理:设{an}与{bn}为收敛数列,则
(1)lim(n->∞)(an±bn)=lim(n->∞)an±lim(n->∞)bn;
(2)lim(n->∞)(an·bn)=lim(n->∞)an·lim(n->∞)bn.
若bn≠0且lim(n->∞)bn≠0,则lim(n->∞)(an/bn)=lim(n->∞)an/lim(n->∞)bn.
证:设lim(n->∞)an=a,lim(n->∞)bn=b,则ε>0,正整数N,
使当n>N时,有|an-a|<ε; |bn-b|<ε.
(1)则|(an+bn)-(a+b)|≤|an-a|+|bn-b|<2ε.
所以lim(n->∞)(an+bn)=lim(n->∞)an+lim(n->∞)bn;
∵an-bn=an+(-bn),
所以lim(n->∞)(an-bn)=a-b=lim(n->∞)an-lim(n->∞)bn.
(2)由有界性定理,存在正数M,对一切n有|bn|<M.
∴|an·bn-ab|=|bn(an-a)+a(bn-b)|≤|bn||an-a|+|a||bn-b|<(|bn|+|a|)ε<(M+|a|)ε.
∴lim(n->∞)(an·bn)=lim(n->∞)an·lim(n->∞)bn.
∵an/bn=an·1/bn,所以lim(n->∞)(an/bn)=lim(n->∞)an/lim(n->∞)bn.