高等数学有关极限那里的任取值和n有什么关系
首先选取一个任意小的正数ε,对于这个已选为定值的ε,如果在数列{xn}中可以找到它的第N项,使得该数列中位于第N项后面的那些项(即n>N时)都满足不等式|xn-a|N时(例如n=1001,1002...)都有|xn-0|
对于任意给定的ε,存在N,这个N其实就是ε的一个函数,所以有些书上把它写成N(ε).注意随着ε的变化,N理所当然是可以随之变化的。
用逻辑语言来表述,就是,对任意小的Epsilon>0(用来刻画接近程度),存在某个N,当n>N时(对这些充分靠后的n),数列值和极限值的差的绝对值小于Epsilon(小到了我们事先期待的程度)
近现代数学很偏重语言,你需要对“数学语言”有深刻的认识。为了达到这点,一要适当做题体会,二要具备一定程度的心智上的成熟。
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举例:
已知对于任意正整数n,都有a1+a2+...+an=n^3,则lim[1/(a2-1)+1/(a3-1)+...+1/(an-1)]=:
解:由题意得当n>2时,a(1)+a(2)+a(3)+。。。。。。+a(n-1)
=(n-1)^3。该式与原式相减得a(n)=n^3-(n-1)^3=3n^2-3n+1。
因此1/(a(n)-1)=1/(3n^2-3n)=1/3(n-1)-1/3n。
从而1/(a(2)-1)+1/(a(3)-1)+1/(a(4)-1)+。。。。。。+1/(a(n)-1)
=(1/3-1/6)+(1/6-1/9)+(1/9-1/12)+。。。。。。+(1/3(n-1)-1/(3n))
=1/3-1/3n由此可得原式
=lim(n→+∞)(1/3-1/3n)
=1/32。解:
lim(n→+∞)na(n)
=1/2·lim(n→+∞)2na(n)
=1/m(n→+∞)a(n)
=lim(n→+∞)1/n·lim(n→+∞)na(n)
=0×1/2=0。
因此原式
=lim(n→+∞)a(n)-lim(n→+∞)na(n)
=0-1/2。
2024-12-15 广告
ε-δ、ε-N method(precise method)。
极限的计算:算出当x无限地趋向于某个值x时,函数 f(x) 越来越无止境地趋向于何值,就是直接代入。有些情况是无法直接代入的,这就是不定式的七种类型,譬如分子分母都趋向于0,我们就不能分子分母都代入0。
当a=0时
原式=1+1+1+……+1(共有n+1个1)=n+1
当a=1时
原式
=1+(1+1)+(1+1+1)+……+(1+1+……+1)
=1+2+3+……+(n+1)
=(n+1+1)(n+1)/2
=(n+2)(n+1)/2
当a≠0,1
因为1+a+a^2+……+a^n=1×[1-a^(n+1)]/(1-a)=1/(1-a)-a^(n+1)/(1-a)
原式
=1+(1+a)+……(1+a+a^2+……+a^n)
=1/(1-a)-a^(0+1)/(1-a)+1/(1-a)-a^(1+1)/(1-a)+……+1/(1-a)-a^(n+1)/(1-a)
=1/(1-a)×(n+1)-[a/(1-a)+a^2/(1-a)+……a^(n+1)/(1-a)]
=(n+1)/(1-a)-(a+a^2+……+a^(n+1))/(1-a)
=(n+1)/(1-a)-{a[1-a^(n+1)]}/(1-a)^2
=[(n+1)(1-a)-a+a^(n+2)]/(1-a)^2
扩展资料:
可定义某一个数列{xn}的收敛:
设{xn}为一个无穷实数数列的集合。如果存在实数a,对于任意正数ε (不论其多么小),都∃N>0,使不等式|xn-a|<ε在n∈(N,+∞)上恒成立,那么就称常数a是数列{xn} 的极限,或称数列{xn} 收敛于a。
如果上述条件不成立,即存在某个正数ε,无论正整数N为多少,都存在某个n>N,使得|xn-a|≥ε,就说数列{xn}不收敛于a。如果{xn}不收敛于任何常数,就称{xn}发散。
参考资料来源:百度百科-极限
ε-δ、ε-N method(precise method)。
下面是本人两次回答的记录。
【第一次的回答】
一、极限的计算:
就是算出当x无限地趋向于某个值x。时,
函数 f(x) 越来越无止境地趋向于何值?
在一般情况下,就是直接代入。
有些情况是无法直接代入的,这就是不定式的七种类型,
譬如分子分母都趋向于0,我们就不能分子分母都代入0。
而是要找出它们的比例的值,究竟越来越趋向于什么数?
这样的结果,我们就产生了各种各样的计算极限的方法。
二、极限理论的证明。
这部分不好理解,请楼主细细看看下面的解释,会豁然开通。
1、极限的最早萌芽概念,我们祖先也有过,但是被当成诡辩学而埋葬了。
时至今日,仍有绝大多数数学教师,一提到诡辩学,立马教条式地彻底
否认,没有思辨的任何理性空间,更不会思考地中海附近的那些古圣贤
们是如何从理性推演的?
2、鬼子的祖先也有诡辩学,他们认认真真地研究了paradox,由此
建立了极限理论。极限理论是桥梁,桥的这边是初等数学,桥的那边
是微积分,是高等数学。桥的这边是东方数学、经典数学,桥的那边
是西方数学,是当代数学。我们的理论贡献局限在桥这边,桥那边的
理论世界的建设,我们几乎完全是手无寸功,我们在科研上的落后就
是从这里开始的,滑铁卢之战就是在这里打响的。
3、极限的理论究竟是什么呢?
第一,极限的证明理论
这就是我们的大学新生大学伊始时,兴致勃勃的心情遇到的第一记沉重
的闷棍。极限的理论,其实是吵架的理论,是无止境争辩的过程,也是
无穷列举法的理论化过程。
例如:
(1)、我说当 x 无限趋向于 2 时,x² 就无限趋近于 4。
(2)、你不信,你要我证明给你看。
(3)、我说,那你随便给一个很小的数,你给了0.5。
(4)、我通过计算,我说只要 x = 2.10 就行。
(5)、你反悔了,改成了0.4。
(6)、我重新计算了一下,我说只要 x = 2.09 就行。
(7)、你又反悔,又改成了0.3。
(8)、我又重新计算,我说只要 x = 2.07 就行。
(9)、你再次反悔,再改成0.2。
(10)、我再次计算,我说只要 x = 2.04 就行。
、、、、你不断地反悔,不断地提出越来越苛刻的数据,我也不断地计算,
不断给出越来越接近于2的具体数,也就是越来越限制了 x 趋近于 2 的程
度、、、、、
结果我们都厌烦了。
(11)、我说,别闹了,你给出一个可以表示很小很小的象征性的数字吧。
(12)、你给出了一个代号 ε。
(13)、我根据你的代号 ε,经过一番计算,找到了另外一个数字代号 δ。
我对你说,你自己随便找一个跟 2 的差距不大于 δ 的数就可以了。
算了,算了,我把计算公式也给你吧,你自己出 ε,自己去找 δ,
这样你还有什么话说?
争吵就这样结束了,无穷列出变成了一个理论计算过程,结果就得到了证明。
这个证明逻辑思路是:
只要你给得出一个无论多小的数,ε;
我就能根据你的 ε,算出一个 δ ;
只要将x 的取值,限制在 δ 的范围内,函数值与极限值之差就小于 ε。
由于 ε可以任意的小,两者之差可以无止境的小下去,就证明了极限。
δ 是根据 ε 算出的,我算出一个δ,你可以用比我更小的 δ 限制 x 的范围,
所以,ε是任给的,δ 是根据 ε 推算的,但 δ 不是唯一的,可以有无数个
更严格的、更小的值。所以说,总存在一个 δ,但是这个 δ,必须由我们
去根据 ε找出来。
第二、极限的计算
微积分的前面部分,就是寻找各种计算方法,最典型的是罗毕达法则。
第三、极限的运用
可以说极限是微积分的基础,也可以说,微积分是极限理论的运用。
如果你不能明白极限的理论证明方法,那么,
我们得恭喜你!
你真正理解了、体会了、经历了我们传统的优秀数学史,但是,
到了近代数学时,怎么突然落后了、落伍了、无助了、茫然了?
当代理论,我们没有参与建立,迄今为止,我们还处于三流开外。
如果你明白了极限的理论证明方法,那么,
我们得祝贺你!
你真正地开始领略到了、见证了、突破了现代数学、现代科学的真谛。
体会到了、感受到了我们传统的、定性的、模棱两可的、之乎者也的
学风,跟现代数学、现代科学、现代医学、、、、、、之间的鸿沟是
多么得深!是多么得广!是多么得格格不入!是多么得不可同日而语!
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【第二次的回答】
.
1、ε 是任意给的,但不是确定的!
ε 可以随时更改,可以改得越来越小,但 ε 并不是无穷小;
ε 仅仅是一个象征性的很小的、可以任意更改的正数。
任意的意思:
可以任意地小;可以任意地更改;
针对任何一个给出的 ε 的情况下,找到 δ ,或 N,
这是极限证明的核心!
也就是说,
δ 或 N 是 ε 的函数,是由 ε 决定的;
随便更改 ε,δ 或 N 也随之更改。
2、就 ε-N 证明方法而言,
根据 ε ,计算出一个 N,这个 N 也不是固定的:
A、N 的取值跟 ε 紧密相关,或者说 N 由 ε 所确定;
B、但是,在具体证明时,为了证明过程的顺利进行,
可以取不同的 N。也就是说,根据 ε,解不等式,
原本可以解出一个 N,假设为 N₁,可能解题困难,
我们可以放大这个,变大成为 N₂,N₂ > N₁,为了
严格证明,我们取 N = N₂。
也可能写成 N = max{N₁, N₂, N₃, N₄, 、、、}。
然后,当 n > N 时,由极限计算式算出的值,跟极限值之差,
就小于 ε,证明就结束了。
3、极限证明的过程,其实就是:
A、一个争吵的过程;一个无穷列举理论化的过程;
B、一个无止尽耍赖皮的过程,ε 可以任意给,也就是可以更改,
根据 ε 找到 N 的过程,就是理论化的过程。无论怎样更改 ε,
无论怎样耍无赖,只要 ε 给得出,N 就找得到。
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这个过程就是理论化的过程,就是 tendency 的过程。
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只是我们的教学,过于花拳绣腿,大大咧咧地忽视了 tendency,
仅仅着重于极限的限 limiting、limitation。
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如果认识不到这点,到头来,是不可能获得真正的感悟的。
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学过极限证明理论的人每年千千万万,绝大多数,只是凑热闹而已。
他们永远悟不出真谛,包括绝大多数数学教师,都是人云亦云,不知所云。
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加油吧!
极限理论已经成熟了几百年了,极限的理论,是鬼子建立的,
是鬼子整合的,是鬼子完善的。
迄今为止,
A、我们的教师在教书时,会下意识地暗示学生,似乎极限理论的建立,
我们也起了什么作用!
B、极限理论似乎刚建立起来不久,更好像还在建立过程中!
这些是刻意的误导!刻意的忽悠!
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经常有学生问:
1、极限理论研究的现状如何?
2、我国目前对极限研究的现状如何?
、、、、、、、、、
看到这些令人哭笑不得的问题,都一再表明,可怜的孩子们已经被可恶
的教师们当成了白痴在玩弄!
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加油吧!任重而道远!你们实在是任重而道远!
任重在于,雪耻教师们对当代科学毫无贡献的耻辱!
道远在于,纠正教师们有意无意的根深蒂固的误导!
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