高数:收敛,有界,有极限 之间的联系与区别到底是什么?
收敛是指会聚于一点,向某一值靠近。如数列收敛,函数收敛的定义。
数列收敛
令{a n}为一个数列,且A为一个固定的实数,如果对于任意给出的b>0,存在一个正整数N,使得对于任意n>N,有|a n-A|<b恒成立,就称数列{a n}收敛于A(极限为A),即数列{a n}为收敛数列。
函数收敛
定义方式与数列收敛类似。柯西收敛准则:关于函数f(x)在点x0处的收敛定义。对于任意实数b>0,存在c>0,对任意x1,x2满足0<|x1-x0|<c,0<|x2-x0|<c,有|f(x1)-f(x2)|<b。
函数的有界性
设函数f(x)的定义域为D,f(x)集合D上有定义。
如果存在数K1,使得 f(x)≤K1对任意x∈D都成立,则称函数f(x)在D上有上界。
反之,如果存在数字K2,使得 f(x)≥K2对任意x∈D都成立,则称函数f(x)在D上有下界,而K2称为函数f(x)在D上的一个下界。
如果存在正数M,使得 |f(x)|≤M 对任意x∈D都成立,则称函数在X上有界。如果这样的M不存在,就称函数f(x)在X上无界;等价于,无论对于任何正数M,总存在x1属于X,使得|f(x1)|>M,那么函数f(x)在X上无界。
此外,函数f(x)在X上有界的充分必要条件是它在X上既有上界也有下界。
函数极限
设函数f(x)在点x0的某一去心邻域内有定义,如果存在常数A,对于任意给定的正数ε(无论它多么小),总存在正数δ,使得当x满足不等式0<∣x0-x∣<δ时,对应的函数值f(x)都满足不等式:
那么常数A就叫做函数f(x)当x-﹥x0时的极限。
函数有界,但不一定收敛。比如函数y=sinx此类的三角函数是发散的。
函数收敛,但不一定有界,比如函数y=1/n,n为自然数,y=1/n是无界的。
函数极限存在,根据单调有界准则,函数必定收敛。
函数极限存在,根据极限的有界性,函数必定有界。
函数有界,但不一定存在极限;根据单调有界准则,函数极限应存在上界和下界才能成立。此外函数有界有存在单侧有界的情况。
扩展资料:
函数极限存在准则
1、夹逼定理
当x0在δ的去心邻域时,有g(x)-﹥x0=A,h(x)-﹥x0=A成立,且∣a m-a n∣<ξ,那么,f(x)极限存在,且等于A。
2、单调有界准则:单调增加(减少)有上(下)界的数列必定收敛。
在运用以上两条去求函数的极限时尤需注意以下关键之点。
一是先要用单调有界定理证明收敛,然后再求极限值。二是应用夹挤定理的关键是找到极限值相同的函数 ,并且要满足极限是趋于同一方向 ,从而证明或求得函数 的极限值。
3、柯西准则
数列收敛的充分必要条件是任给ε>0,存在N(ε),使得当n>N,m>N时,都有极限值为A成立。
参考资料来源:百度百科-函数极限
参考资料来源:百度百科-函数的有界性
参考资料来源:百度百科-收敛
2020-07-14
收敛可以推出有界,但有界未必收敛
有界不一定有极限,但是单调有界必有极限
涵数【自变量在同一变化范围内】:(在这一范围内)有极限则有界;有界且有单调性则有极限.(在某一范围内)若极限为0则在这一范围内为无穷小;反之成立.(在某一范围内)若是无穷小则在这范围内有界;在某一范围内若有界且单调则有极限但不一定是无穷小