数列的极限讲解（课堂PPT）

第二节数列的极限,一、数列极限的定义二、收敛数列的性质三、收敛准则,1,函数与极限,引例,设有半径为R的圆,用其内接正n边形的面积An逼近圆面积S.,刘徽割圆术,(公元三世纪),概念的引入,“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”,2,函数与极限,正六边形的面积,正十二边形的面积,正形的面积,3,函数与极限,2、截丈问题：,“一尺之棰，日截其半，万世不竭”,4,函数与极限,一、数列极限的定义,例如,5,函数与极限,注意：,1.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,2.数列是整标函数,6,函数与极限,随着n趋于无穷,数列的通项有以下两种变化趋势:,可以看到,通项无限趋近于一个确定的常数;,(2)通项不趋近于任何确定的常数.,7,函数与极限,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?,问题:,“无限接近”意味着什么?如何用数学语言刻划它.,通过上面演示实验的观察:,8,函数与极限,9,函数与极限,定义,如果对于任意给定的正数,e,(,不论它多么,小,),总存在正数,N,使得对于,时的一切,不等式,都成立,那末就称常数,a,是数列,的极限,或者称数列,收敛于,a,记为,或,如果数列没有极限,就说数列是发散的.,注意：,10,函数与极限,几何解释:,其中,11,函数与极限,数列极限的定义未给出求极限的方法.,例1,证,所以,注意：,12,函数与极限,例2,证,所以,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.,13,函数与极限,例3,证,14,函数与极限,例4,证,15,函数与极限,例4-1,证,注意到,为了使,于是,a=,因此,则当nN时,有,只要使,16,函数与极限,二、收敛数列的性质,1、有界性,例如,有界,无界,17,函数与极限,收敛数列的有界性,如果数列,收敛,那么数列,一定有界.,问题对于无限多项,如何求M？,18,函数与极限,定理1收敛的数列必定有界.,证,由定义,注意：有界性是数列收敛的必要条件.,推论无界数列必定发散.,关系：收敛有界,注,19,函数与极限,极限的唯一性,20,函数与极限,2、唯一性,定理2每个收敛的数列只有一个极限.,证,由定义,故收敛数列极限唯一.,21,函数与极限,例5,证,由定义,区间长度为1.,不可能同时位于长度为1的区间内.,22,函数与极限,3、保号性,定理3若=a,a0（或a0），则N0,当nN时,0（或0）.,证由极限定义，对，当时，即，故当时，.类似可证的情形.,23,函数与极限,3、子数列的收敛性,注意：,例如，,24,函数与极限,定理4收敛数列的任一子数列也收敛且极限相同,证,证毕,25,函数与极限,定义5数列xn的项若满足x1x2xnxn+1,则称数列xn为单调增加数列;若满足x1x2xnxn+1,则称数列xn为单调减少数列;当上述不等式中等号都不成立时,则分别称xn是严格单调增加和严格单调减少数列.,收敛准则单调增加且有上界的数列必有极限;单调减少有下界的数列必有极限.,三、收敛准则,26,函数与极限,27,函数与极限,28,函数与极限,五、小结,数列:研究其变化规