高等數學 數列的極限

2021-08-21 10:59:25 字數 3193 閱讀 3594

本部落格目前階段記錄的數學相關的知識,是為了學習機器學習而準備的,所以可以很明顯的感覺到數學的實用性和數學的魅力。但從另一側面來說,本部落格記錄的數學知識是不完整的,也是不成體系的,也沒有深挖相關知識的來龍去脈,只是本人覺得機器學習中需要某些數學知識的時候,就記這些知識,夠用就可以了。所以,並不適合入門。

我覺得要理解極限的概念,書上的例子是不得不看的,因為極限是為了探索實際問題的精確答案產生的,如果連極限要用到**都不知道,學它又有什麼意義?

代數學家劉徽利用圓內接正多邊形為推算圓面積的方法—割圓術,就是極限思想在幾何學上的應用。設有一圓,首先作內接正六邊形,把它的面積記為a1

a

1;再作內接正十二邊形,其面積記為a2

a

2;再作內接正二十四邊形,其面積為a3

a

3;如此下去,每次邊數加倍,一般地,把內接正6∗

2n−1

6 ∗2

n−

1邊形的面積記為an

(n∈n

+)a n(

n∈n+

).這樣就得到一系列內接正多邊形的面積 a1

,a2,

…,an

,…, a1,

a2,…

,an,

…,

當n n

越大,內接正多邊形與圓的面積差別就越小。但是無論

n' role="presentation">n

n取得如何大,只要n n

取定了,an

' role="presentation">ana

n終究只是多邊形的面積,而不是圓的面積。

因此,設想

n n

無限增大(記為n→

∞' role="presentation">n→∞

n→∞,讀作

n n

趨於無窮大),即內接正多邊形的邊數無限增加,在這個過程中,內接正多邊形無限接近於圓,同時an

' role="presentation">ana

n也無限接近於某一確定的數值,這個確定的數值理解為圓的面積。這個確定的數值在數學上稱為有序數列a1

,a2,

…,an

,…a 1,

a2,…

,an,

…當n→

∞ n→∞

時的極限。書上說,正是這個數列的極限才精確地表達了圓的面積,但還是沒有理解這個啊,從上面的描述來看也還是無限接近於圓,而不是就是圓。

數列的概念如果按照某一法則,對每個n∈

n+n ∈n

+,對應著乙個確定的實數xn

x

n,這些實數xn

x

n按照下標

n n

從小到大排列得到乙個序列 x1

,x2,

x3,…

,xn,

…' role="presentation">x1,

x2,x

3,…,

xn,…

x1,x

2,x3

,…,x

n,…就叫做數列,簡記為數列xn

x

n數列中的每個數叫做數列的,第

n n

項xn' role="presentation">xnx

n叫做數列的一般項(或通項)。

下面給出數列的具體定義。

定義

為一數列,如果存在常數

a a

,對於任意給定的正數

ϵ' role="presentation">ϵ

ϵ(不論它有多小),總存在正整數

n n

,使得當

n>

n' role="presentation">n

>nn

>n時(

n n

表示第n' role="presentation">n

n項),不等式|x

n−a|

<

ϵ |xn

−a

|<

ϵ都成立,那麼就稱常數a a

是數列' role="presentation">

的極限,或稱數列

收斂於a a

,記為

(1)limn→

+∞xn

=a' role="presentation">limn→

+∞xn

=a(1)(1)

limn→+

∞xn=

a或 xn

→a(n

→∞) xn→

a(n→

∞)

如果不存在這樣的常數a a

,就說數列xn

' role="presentation">xnx

n沒有極限,或者說數列xn

x

n是發散的,習慣上也說

limn→∞

xnlimn→

∞x

n不存在1式可表達為:

limn→+

∞xn=

a⇔∀ε

>0,

∃ limn→

+∞xn

=a⇔∀

ε>0,

∃正整數

n n

,當n>

n' role="presentation">n

>nn

>

n時,有|x

n−a|

<

ε |xn

−a

|<

ε。 就是

數列第n

項以後的

項的值都

接近於a

,而這個

接近程度

就是通過

之差小於

ε來描述

的。就 是數

列第n項

以後的項

的值都接

近於a,

而這個接

近程度就

是通過之

差小於ε

來描述的

。數列極限還是挺好理解的,再看下書上的例子就更容易明白了。

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