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单选题 1,1, 1, , ( 1) , n+ −− −"" ; 都是数列,它们的一般项分别是 11 ,2 ,( 1) nnn n ++ −. 数列的概念实际上是整标函数的概念,即自变量取全体自然数,并按自然数的排列顺序 变化的一种特殊函数 (), 1,2,3, n xfnn== ". 在数轴上,数列 {} n x的每一项都有对应的点,因此数列 {} n x可看成数轴上的一个动点(见 图1-9). 图1-9 和前面给出的近似圆的面积的问题类似, 对一般的数列 123 ,,,,, n xxx x""来说,如果当 n无 限增大时,对应数列的项 n x无限接近于某个确定的常数 一定义通常称为数列极限的描述性定义 . 例如,对数列 {} 1 n n x n +⎧⎫ =⎨⎬ ⎩⎭ ,如果改写一下它的通项 11 1 n n x nn + = =+,可以很容易看出, 第一章 函数、极限与连续 ·11· 当 n不断增大时, 1 n 越来越小,从而 n x就越来越接近于常数 1. 即当 n无限增大时, n x无限接 近于常数 1. 那么,1就是当 n→∞时数列{} 1 n n x n +⎧⎫ =⎨⎬ ⎩⎭ 的极限. 又如数列 1 {( 1) } n n x + =− ,在 n→∞的过程中, n x反复地取值 1和1−,并不接近于某个确定的常数,因此数列 1 {( 1) } n n x + =− 没有极限. 但是,仅凭观察来判断一个数列是否存在极限是很有局限性的,对一些简单的数列可以 观察出其变化趋势,而对复杂的数列来说,仅凭观察很难判断出其准确的变化趋势 . 特别是在 进行极限问题的证明时,更不能以观察结果作为推理的依据 . 所以,有必要寻求精确的数学语 言对数列的极限加以定义 . 仍以数列 1 {} n n x n +⎧⎫ =⎨⎬ ⎩⎭ 为例来深入分析“当 n→∞时数列{} nx无限 接近于常数 a”的含义. 我们知道,任意一个实数都对应数轴上一个点 . 因此,两个 数 a与b就对应数轴上的两个点,记这两个点为 , AB(见 图1-10),数 a与b的接近程度就直接反映在了对应的两点 ,( )间的接近程度可以用这两个数之差的绝对值 ba−来衡量. ba−越小,对应点 ,AB之间的距离 就越小, a与b之间就越接近 . 这样,数列 {} 1 n n x n +⎧⎫ =⎨⎬ ⎩⎭ 无限地接近于 1,就意味着 1 n x−可以无限地变小 . “可以无限地 变小”指的就是小的程度没有任何限制,即无论要求 1 n x−多么小, 1 n x−就能变得那么小 . 由于 1 1 n x n−=,因此如果要求 1 1 10 n x −. 也就是说,从第 10
单选题 反函数的连续性 定理6.2 如果函数 ()fx在区间 x I上单调增加(或单调减少)且连续,那么它的反函数 ()xyφ= 也在对应的区间 { }(), yx Iyy 由该定理知道,反三角函数在各自的定义域内是连续的 . 前面已证得, lim xx xx( )=,因此 指数函数的反函数,即对数函数 lo yx= 在其定义域内也是连续的 .
单选题 0 111 lim lim lim 1 11 lim x x x x xx x x( )+ →→ → → ⎛⎞ ⎜⎟ ===⎜⎟ ⎛⎞ ⎛⎞⎜⎟ ⎜⎟ ⎜⎟⎝⎠ ⎝⎠ ⎝⎠ ,由 于 此 时01 1 1 从 而由已证得的 1a>时的结论知, 1 lim 1 x x → ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ . 综上可得 lim 1 x x → =,其中 0a>,但 1 例7 证明: lim 1 x x → =,其中 0a>,但 1a≠. 证 此时 0x
单选题 1,1, 1, , ( 1) , n+ −− −"" 有界,但它却不收敛 . 定理2.3 设有两个数列 {}{}, nn xy,lim n n xa → = ∞ ,lim n n yb → = ∞ ,且ab时, nn xy ,仿照定理 2.1证明,存在正整数 N,当nN>时,下面两式同时成立 2 n ba xa − −< , (2.3) 2 n ba ya − −< . (2.4) 利用(2.3)式可得 2 n ab x + < ,利用(2.4)式可得 2 n ab y + > . 因此,当 nN>时, nn xy,则必存在正整数 N,当nN>时,成立 0 n x>. 定理2.4 设有两个数列 {},{} nn xy,lim n n xa → = ∞ ,lim n n yb → = ∞ ,且存在正整数 N,当nN>时, nn xy≥成立,则必有 ab≥. 用反证法结合定理 2.3容易证明该结论 . 推论 设有数列 {} n x,lim n n xa → = ∞ ,且从某项开始有 0 n x≥( 0 n x≤),则必有 0a≥( 0a≤). 定理2.5 设数列{ }{}, nn xy都收敛,且 lim n n xa → = ∞ ,lim n n yb → = ∞ ,则有如下的运算法则成立: (1)lim( ) lim lim nn n n nnn (2)lim( ) lim lim (3)
单选题 2 1 sin( ) lim 1 x x x → − = − ( ). 1 2 − 1 2
单选题 6中(3)的结论. 例8 证明: lim x x xx( )=,其中 0a>,但 1a≠. 证 由上述两个例题知道, lim 1 x x =. 由于 ()
单选题 2 n −
单选题 1 设有数列 123 ,,,,, n xxx x"". 如果存在常数 ε(无论 它多么小),总存在正整数 N,只要nN>,对应的 n x就满足不等式 n xaε−