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第四章 两道数列极限证明题(1 / 1)

雨季到了,雨下个不停,连绵的雨声让人无法外出活动,而且张宇航本身也不喜欢出去活动,他喜欢待在教室里学习。张宇航重新拿出了数学书。张宇航意犹未尽,继续做题。

张宇航翻开到数列定义的后一页,对着马凤英大声读题。

当q的绝对值小于一,证明:q的n次方(n取无穷)的极限是零。

马凤英茫然无解。张宇航写了一个解。

首先,可知一/绝对值q减一大于零,那么令α等于一/绝对值q减一,所以绝对值q等于一/(一加α),由题意,假设绝对值q的n次方小于e。

即一/n次方(一加α),由二项次展开公式可得,原式等于一/(一加nα加……)。张宇航问马凤英有没有学过二次项展开公式,马凤英摇摇头,张宇航说,现在现场给你推导也来不及了,反正我也没有写全,你就先这样记住吧。

原式小于一/nα,所以令一/nα小于e,那么只需要n大于一/αe,所以当n大于n,对任意给定的e,都有绝对值q的n次方小于e。证明完毕,画个小框框。

张宇航看到这里,突然抚掌大笑。马凤英说,咋了,我看这个证明过程好累啊。

张宇航说,对!张宇航十分激动,张宇航说:“我想到一个更加简洁的方法。你看到n次方q,你会想到什么?”马凤英说:“我会想到对数。”

张宇航大声说:“没错!没想到,小马你现在也有了一些数学思维。”

张宇航于是说:来看第二种解法。我们先令绝对值q的n次方小于e,两边同时取对数ln。则可以得到n乘ln(q的绝对值)小于lne。两边同时除以ln(q的绝对值),要注意的是,因为q小于一,所以ln(q的绝对值)是个负数,所以不等式变方向,所以可得n大于lne/ ln(q的绝对值),所以只需要让n等于lne/ ln(q的绝对值)。

两人都被这个解法的简洁和美丽所震撼。张宇航意犹未尽,说:

来看第二题:

证明n次根号n的极限是一。

根据题意可得,假设in次根号n减一i小于e。

对于n次根号n,我们可以把它化成:n次根号下(一乘一乘一乘(共(n减二)个一)……乘根号n乘根号n),那么根据几何平均数小于算术平均数的公式,原式就小于((n减二)加二根号n)/n。右边就等于一加(二(根号n减一)/n)。

二(根号n减一)/n可以化为二(根号n减一)/根号n乘根号n小于二/根号n。

即in次根号n减一i小于二/根号n,那么令二/根号n小于e,则n大于四/二次方e。令n等于四/二次方e。

所以可得,当n大于n时,对于任意给定的数e,都有in次根号n减一i小于e。证明完毕,画个小框框。

张宇航说,这两道题就是这个样子了,说难也不难,说简单也不简单,尤其是对于你这种文科生。

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