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数列极限的求解方法探讨

2018-02-08

关键词:娄底正数单调

杨 雄

(娄底职业技术学院会计学院,湖南娄底417000)

极限是高等数学中最基本的一个概念,极限以及极限的思维方法贯穿高等数学的始终,在微积分中,如函数的连续性、可导性、微分、定积分等几乎所有的概念都是通过极限来定义的,所以准确理解极限的概念,掌握极限的计算方法是学好高等数学的基础,而数列极限又是极限的起点,因此对数列极限的求解进行分析探讨具有很重要的作用。

1 应用数列极限定义求数列极限

定义[1]若对任意的ε>0都能找到自然数N,使当n≥N,误差不等式成立,则称a是数列≥xn≥的极限,记作:

运用数列极限的定义可求解数列的极限,关键是找到N与ε的关系式,保证成立,常用的方法是放缩法。

注(1)极限定义中的ε是任意小的正数,正因为ε的这个性质,才可以表示无限接近于0;另一方面,一旦给出了ε,ε就被相应地确定了下来,在这个意义上,ε,2ε,等都是等价的。

(2)极限定义中的N不是唯一的,也不一定非要是整数,只要存在这样的正数N即可。

(3)几何意义:在邻域u(a,ε)之外至多有数列xn姨姨的有限项。

分析在不能直接求出数列xn姨姨的极限时,可先适当放大为 bn,再解较易的不等式 bn<ε,进而可得即求得数列极限。

2 应用数列求和求数列极限

裂项消项、错位相减消项等方法是数列求和的常用方法,若先能求出数列前n项的和,进而能求出n→∞时的数列极限。

阜外医院相关负责人介绍,传统模式下,医院物资处库管员在HIS系统对耗材进行科室调拨,再由配送人员配送到各个科室使用或予以储存,物流管理方面较为倚重人力。

3 应用两面夹定理求数列极限

定理设n充分大时,yn≤xn≤zn,若数列yn→→和zn→→有相同的有限极限a,则数列xn→→的极限存在且等于a[2]。求解某些较复杂的数列极限,此定理很有用,但要严格遵守它的使用条件

例 5 设 ai≥0,i=1,2,3…,p,证明

证明 不失一般性,可假设 a1,a2,…,ap中的最大数为 a1,于是 a1n≤a1n+a2n+a3n+…+apn≤pa1n,由此可得:

4 应用Stolz定理求数列极限

Stolz定理[3]设 a1<a2<…<an<…且若极限(a有限或±∞,但 ∞ 不可),则

5 应用数列的单调性及递推关系式求数列极限

例 8[4]已知

解因为xn姨姨单调递增且xn≤2,可知x1≤x2≤2,设xk≤xk+1≤2,则即证明数列xn姨姨单调递增且xn≤2,因此存在,设此极限为a,对等式两边平方再取极限可得:a2=a+2,解此方程可得:a=-1或a=2,但故 a≥0,所以

求数列极限的方法灵活多变,本文通过数列极限的定义、数列的求和、两面夹定理、Stolz定理、数列单调性及递推公式对数列极限的解法进行了探讨,还有定积分、无穷小、级数等都可应用到数列极限的求解,并且已有文献[5-6]进行了研究。数列极限的解法探讨意在对极限的学习提供参考,当然在求解具体题目时要注意灵活运用,平时要多积累、多思考推敲。

[1]华东师范大学数学系.数学分析[M].4版.北京:高等教育出版社,2015.

[2]塔怀锁.数列极限的几种特殊求解方法[J].北京工业职业技术学院学报,2011,10(2):72-74.

[3]欧阳光中,姚允龙,周渊.数学分析:上册[M].上海:复旦大学出版社,2002.

[4]景慧丽.极限求解方法研究[J].哈尔滨师范大学学报(自然科学版),2015(5):16-22.

[5]余晓娟.数列极限求解方法的研究[J].保山学院学报,2016(2):16-65.

[6]景慧丽.《高等数学》课程中极限求解方法探讨[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2016(2):110-111.

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