Если по некоторому закону каждому натуральному числу n поставлено в соответствие вполне определенное число , то говорят, что задана числовая последовательность
Для любого существует номер, зависящий от эпсилонта, такой, что для всех членов последовательности с номерами больше, чем этот номер выполняется неравенство , .
Последовательность, имеющая предел называется сходящейся, при этом все арифметические действия производятся только со сходящимися последовательностями.
Теорема1: сходящиеся последовательности имеют единственный предел)
Док-во: Пусть имеет предел b≠a,
x |
a |
b |
окрестности не имеют общих точек, тогда по определению предела в эпсилон окрестности точки А содержится бесконечно много членов последовательности , а вне этой окрестности конечное число членов, тогда точка В не может быть пределом последовательности.
Теорема 2: сходящаяся последовательность ограничена.
Док-во: Из определения последовательности, можно записать ,
. Так как модуль суммы не превосходит суммы модулей, то
, тогда
Положим , , т.е. последов-ность ограничена.
3.Бесконечно-большие и бесконечно-малые последовательности. Теоремы о сумме (разности), произведении и частном двух сходящихся последовательностях. Предельный переход в неравенствах. Монотонные последовательности. Число ℮. Предел функции. Теоремы о пределах функции.
Последовательность наз. бесконечно большой, если справедливо . | Последовательность называется бесконечно малой, если справедливо . |
Теорема 1: Если бесконечно большая, то является бесконечно малой и наоборот, если бесконечно малая, то бесконечно большая.
Док-во: Пусть бесконечно большая,
т.е. и . , тогда , ,, .
- бесконечно большая; - бесконечно малая.
Теорема 2: Если последовательность и бесконечно малые, то
, бесконечно малая ( ).
Док-во:
; , ;
- бесконечно малая.
Теорема 3: Произведение двух бесконечно малых последовательностей есть последовательность бесконечно малая. () Док-во:
;
, ,
– бесконечно малая последовательность.
Теорема 4: Произведение ограниченной последовательности на бесконечно малую есть последовательность бесконечно малая. (
Док-во: – ограниченная; ,
– бесконечно малая;
; , – бесконечно малая послед-ость.
Следствие: Если имеет предел равный А, то это означает, что -бесконечно малая последовательность.
Справедливо и обратное: Если -бесконечно малая последовательность, то имеет предел равный А.
Теорема о сумме (разности): Сумма (разность) двух сходящихся последовательностей есть последовательность сходящаяся, предел которой равен сумме (разносте) пределов этих последовательностей. ()
Док-во: - бесконечно малая; - бесконечно малая
; , тогда и
.
Теорема о произведении: Произведение двух сходящихся последовательностей есть последовательность сходящаяся, предел которой равен произведению пределов этих последовательностей. 0 Док-во: и
Бесконечно малая |
– бесконечно малая, тогда .
Теорема о частном: частное двух сходящихся последовательностей есть последовательность сходящаяся, предел которой равен частному пределов этих последовательностей. Док-во: аналогично двум предыдущим!
Предельный переход к неравенствам:
Теорема 1: Если все члены последовательности удолетворяют неравенству , то предел последовательности a ≥b.
Теорема 2 (теорема о двух полицейских – о сжатой переменной): Если последовательности , и , и удовлетворяют .
Монотонные последовательности:
1. послед-ость возврстающая 2. послед-ость неубывающая | 3. послед-ость убывающая 4. послед-ость невозврста-ая |
!Монотонная ограниченная последовательность сходится.
Число e: (неперовое число)
, ; ; …; ;…. .
Предел f(x) определена в некоторой окрестности точки, за исключением только если самой точки.
1. По Гейне: Число А называется пределом функции f(x) при , если для любой последовательности сходящийся к , последовательность значений функции сходится к А. (
2. По Каши: Число А называется пределом функции .
Односторонним предел: Число А называется пределом функции f(x) справа при , если , такое что , то .(: Число А называется пределом функции f(x) слева при , если , такое что , то . ()
Предел функции при :
Число А называется пределом функции (x) при , если .
Теоремы о пределах функции:
Теорема 1: Если f(x), g(x) при имеют предел А и В, то соответственно имеют пределы А±В, .
Теорема 2 (о сжатой переменной): Если функции f(x) и , и удовлетворяют .