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數(shù)列收斂是什么意思 有幾種判定方法

薛詩(shī)瑜2020-08-06 16:25:34

數(shù)列收斂是什么意思?想必有許多小伙伴對(duì)數(shù)列收斂存有疑惑。下面,就跟小編一起來(lái)了解一下吧。

數(shù)列收斂是什么意思 有幾種判定方法

數(shù)列收斂是什么意思

數(shù)列收斂是設(shè)數(shù)列{Xn},如果存在常數(shù)a(只有一個(gè)),對(duì)于任意給定的正數(shù)q(無(wú)論多?。偞嬖谡麛?shù)N,使得n>N時(shí),恒有|Xn-a|<q成立,就稱數(shù)列{Xn}收斂于a(極限為a)。

如果數(shù)列Xn收斂,每個(gè)收斂的數(shù)列只有一個(gè)極限。如果數(shù)列{Xn}收斂,那么該數(shù)列必定有界。推論:無(wú)界數(shù)列必定發(fā)散;數(shù)列有界,不一定收斂;數(shù)列發(fā)散不一定無(wú)界。數(shù)列有界是數(shù)列收斂的必要條件,但不是充分條件。

記rn(x)=S(x)-Sn(x),rn(x)叫作函數(shù)級(jí)數(shù)項(xiàng)的余項(xiàng)(當(dāng)然,只有x在收斂域上rn(x)才有意義,并有l(wèi)imn→∞r(nóng)n(x)=0

數(shù)列收斂和極限的關(guān)系

數(shù)列收斂則存在極限,這兩個(gè)說(shuō)法是等價(jià)的;

數(shù)列收斂則數(shù)列必然有界,但是反過(guò)來(lái)不一定成立!例如:Xn=1,-1,1,-1,.....|Xn|<=1,是有界的,但是Xn不收斂。

設(shè)數(shù)列{Xn},如果存在常數(shù)a,對(duì)于任意給定的正數(shù)q(無(wú)論多?。偞嬖谡麛?shù)N,使得n>N時(shí),恒有|Xn-a|<q成立,就稱數(shù)列{Xn}收斂于a(極限為a),即數(shù)列{Xn}為收斂數(shù)列。數(shù)列收斂<=>數(shù)列存在唯一極限。

設(shè)有數(shù)列Xn,若存在M>0,使得一切自然數(shù)n,恒有|Xn|<M成立,則稱數(shù)列Xn有界。如果數(shù)列{Xn}收斂,那么該數(shù)列必定有界。推論:無(wú)界數(shù)列必定發(fā)散;數(shù)列有界,不一定收斂;數(shù)列發(fā)散不一定無(wú)界。數(shù)列有界是數(shù)列收斂的必要條件,但不是充分條件。

請(qǐng)問(wèn)級(jí)數(shù)收斂的判別有哪幾種

1、對(duì)于所有級(jí)數(shù)都適用的根本方法是:柯西收斂準(zhǔn)則。因?yàn)樗谋举|(zhì)是將級(jí)數(shù)轉(zhuǎn)化成數(shù)列,從而這是一個(gè)最強(qiáng)的判別法,柯西收斂準(zhǔn)則成立是級(jí)數(shù)收斂的充分必要條件。

局限性:有一些數(shù)列的特征太過(guò)明顯,可以用更加簡(jiǎn)潔的判別法去判別,用柯西收斂原理是浪費(fèi)時(shí)間;另一方面,如果級(jí)數(shù)本身過(guò)于復(fù)雜,用柯西收斂準(zhǔn)則也未必能很快得到證明。

2、對(duì)于正項(xiàng)級(jí)數(shù),一個(gè)基本但不常用的方法是部分和有界,這同樣是級(jí)數(shù)收斂的充分必要條件,這是正項(xiàng)級(jí)數(shù)中最強(qiáng)的判別法之一,局限性也是顯然的:通常來(lái)說(shuō)一個(gè)級(jí)數(shù)的和函數(shù)并不好求,用這種方法行不通,因此這個(gè)方法通常只有理論上的意義。

3、對(duì)于正項(xiàng)級(jí)數(shù),比較判別法是一個(gè)相當(dāng)有效的判別法,通過(guò)找一個(gè)新正項(xiàng)級(jí)數(shù),比較通項(xiàng),如果原級(jí)數(shù)的通項(xiàng)小,新級(jí)數(shù)收斂,則原級(jí)數(shù)收斂;如果新級(jí)數(shù)發(fā)散,原級(jí)數(shù)通項(xiàng)大,則原級(jí)數(shù)發(fā)散,通常在判別過(guò)程中使用其極限形式。

局限性:當(dāng)級(jí)數(shù)過(guò)于復(fù)雜時(shí),要找的那個(gè)新級(jí)數(shù)究竟是什么很難判斷,通常的方法是對(duì)原級(jí)數(shù)的通項(xiàng)做泰勒展開(kāi),以找到與之等價(jià)的p級(jí)數(shù)。

4、對(duì)于正項(xiàng)級(jí)數(shù),有積分判別法:如果x>=1且f(x)〉=0且遞減,則無(wú)窮級(jí)數(shù)(通項(xiàng)為f(n))與1到正無(wú)窮對(duì)f(x)作的積分同斂散。這個(gè)辦法對(duì)于某些級(jí)數(shù)特別有效。局限性:由于其本質(zhì)是將級(jí)數(shù)化成了反常積分,如果化成的反常積分的收斂性難以判斷,則有可能該方法就把問(wèn)題復(fù)雜化了。

5、對(duì)于正項(xiàng)級(jí)數(shù),還有拉貝判別法與高斯判別法。拉貝判別法是將級(jí)數(shù)與通項(xiàng)為1/(n^alpha)的級(jí)數(shù)做比較,如果當(dāng)n充分大時(shí),n(a[n]/a[n+1]-1)〉=r>1,那么級(jí)數(shù)收斂。

高斯判別法將級(jí)數(shù)與通項(xiàng)為1/(n(lnn)^alpha)的級(jí)數(shù)做比較,如果a[n]/a[n+1]=1+1/n+beta/nlnn+o(1/nlnn),其中beta〉1,則級(jí)數(shù)收斂。

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