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有人真正理解数列极限的定义吗? 第1页

  

user avatar   da-biao-ge-kao-yan-shu-xue 网友的相关建议: 
      

回答:

如果你学过高等数学(或数学分析),第一个让你琢磨不透的定义应该就是数列极限了。

如果你有一颗征服的心,你看了定义下面的所有例题,也经过好长一段时间的琢磨,终于有一天,你觉得你理解数列极限的定义了!

那么恭喜你,你的数学之路将迎来极大的提升空间!王者之路即将开启!嘿,大表哥,上题!

(2014 数三)设 ,则当n充分大时,有_____

A、|an| > |a|/2 B、|an| < |a|/2

C、an > a-1/n D、an < a+1/n

[分析] 如果从理论上排除C和D选项(假设先不举特例),非常困难,因为这是考研数学概念题中最具有迷惑性的干扰答案,没有之一。然而命题人并不够聪明,因为一旦考生觉得C正确,D也觉得正确,所以立即排除CD.

下面大表哥开始正式的分析:

对任意的正数 ,存在N( ),s.t 当n>N时,有 <

定义中的ε有几点需要说明:

(1)具有任意性,一个大写的However,更强调任意小;

(2)具有暂时的固定性;

(3)ε刻画 与常数a的接近程度

其中(1)与(2)很多学生难以理解,甚至觉得两个含义相互冲突。假设你周末要吃晚饭,你有各种选择,火锅,串串,炒菜米饭,过桥米线,桂林米粉,兰州拉面,凉皮肉夹馍。。。。。。。你有无数种选择,但是一旦选定,你暂时就不能再挑了,大表哥收起菜单,去厨房给您做去!

极限是一种动态的趋势,一种走向,一系列动态的点要与一个固定的点无缝连接!若ε不是任意小,则很难刻画出极限的本质。

如 现在分别取 ,甚至 满足 满足 不存在。这说明ε即使“很小”,也未必能刻画极限的本质,就像你很努力,却仍然很难搞懂这个分析一样,那只能说明你还不够努力,就像 一样,它必须充分小,足够小,小到尘埃里,小到肉眼看不见,才能刻画极限无限趋近的动态本质。这也不难理解,为什么有些证明一开始要限定ε<1。

数列的极限收敛问题,实际过程体现了一静一动原则,收敛到a,其中a 为固定的点。当n充分大时,an可以无限靠近a,那如何刻画“靠近”? 你不能用程度副词去刻画,很靠近,特别靠近,靠近得不能再靠近了,这些话并不能严格去度量他们之间数学上的接近程度,即an与a之间的距离,这时候ε出现了,ε用心良苦,他要测验an与a之间的距离,首先它要安静下来,比如化身为1/100,这时发现可能有一部分an被淘汰出局了,因为可以找到某个项 ,s.t , 之前的项,它们对a点并不忠心,已经在a的1/100邻域之外了。 经综上测验,比如又变成1/9999,这时发现还有更多的项被认定为不忠心。然而 是西西弗斯的化身,它没完没了的使自己变小,有多小呢?只要你能想到一个很小的正数,它就比你想的正数还要小,它可以比我小外甥的小鸡鸡还要小。

现在把C,D选项结合起来考虑,去掉绝对值变为

(1)由定义:对任意的正数 ,存在N( ),s.t 当n>N时,

有 即

而 具有任意性,所以它似乎可以取 ,此时就变为(1)式。

定义中ε不是具有任意性吗?所以当然可以取1/n(而且你不是强调任意小吗?不正好也符合其特质?)这样的逻辑似乎无懈可击!我们不妨回到第(3)条,ε刻画an与a之间的接近程度,那再细致一点,要达到何种程度呢?

答:趋于0的程度;

只要能满足最后趋于0,就可以保证 的极限点为 , 的任意性表现在数值上的任意小,而现在 却以另一副面孔出现,它变得蛮横无理,狭隘自私,它要求 奔向0的速度小于 ,而事实是 跑向 的速度如果慢一点,比如是 (相应地 或是 .....呢?虽然 跑向 的速度慢了些(比如此时取 ),但它们坚持跑到了最后,跑到精疲力竭,却也到达了终点-------极限点 .

本身并不能决定 与 之间的距离提出了一个刚性要求:即你俩之间必须在我给你划

的这个范围内

实际上,若任意 存在N( ),s.t


此时头尾两个 本来就是矛盾的,尾巴n是动态的“n”,它大于 时才成立。而开头的1/n一旦这么给定,就意味着它其实是某 ,即对给定的 ,存在 .

在本题中,C,D选项试图用形式混淆概念的本质,值得同学们深思。

PS:如果你看完大表哥的分析还是一头雾水,我们不妨从哲学的角度再次认识这个问题。从马哲唯物辩证法观点出发,运动是绝对的,静止是相对的,但只承认绝对运动否认相对静止,就陷入诡辩主义;而只承认静止否认运动又陷入形而上学。而极限的定义中,n是运动的,它从1跑到无穷,而 是相对运动的,一旦给定就暂时被固定下来,把它当成一个静止的参考,从而找到相的N,否则N永远找不到,因为N依赖于 . 本题的CD选项陷入诡辩论的矛盾!

我是大表哥,关注我,考研不翻车!




  

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