極限
極限概念
更精確地表述為:如果序列
x1,x2,...xn,...,當(dāng)n無窮大時(shí),趨向于某個(gè)確定的數(shù)值a,則稱數(shù)a為該序列的極限。記作
極限思想在古希臘的窮竭法和中國古代的割圓術(shù)中已經(jīng)萌芽。在牛頓的微積分中也含有極限思想。但是,直到19世紀(jì)初,人們對極限的理解還沒有擺脫幾何直觀。只是到了1821年,法國數(shù)學(xué)家A.L.柯西才把極限概念建立在算術(shù)的基礎(chǔ)上。他把極限定義為:若變量的一串?dāng)?shù)值無限地趨向某一定值時(shí),其差可以隨意地小,則該定值稱為這一串?dāng)?shù)值的極限。19世紀(jì)70年代,德國的K.魏爾施特拉斯等人在數(shù)學(xué)分析的算術(shù)化過程中,進(jìn)一步用"ε-N"語言更精確地把極限概念表述為:如果序列x1,x2,...xn,...對于任意給定的無論怎樣小的正數(shù)ε,總存在一個(gè)正整數(shù)N,使得當(dāng)n>N時(shí),不等式ㄧxn-aㄧ<ε恒成立,則稱數(shù)a為該序列的極限。
極限概念體現(xiàn)了有限與無限的對立統(tǒng)一關(guān)系。序列x1,x2,...xn,...是由無限多個(gè)有限值組成的,并且在收斂的條件下,存在著有限的極限值。這說明了無限包含著有限,并且在一定條件下,可以向有限轉(zhuǎn)化;另一方面,有限又包含著無限,在一定條件下,可以轉(zhuǎn)化為無限,并通過無限表現(xiàn)自身。這一點(diǎn)在函數(shù)f(x)的級數(shù)展開式
中得到充分體現(xiàn)。正是有了這一公式,我們才能研究復(fù)雜函數(shù)的變化情況,以及求無理數(shù)的近似值。例如,求自然對數(shù)的底e的近似值,就可以利用它的級數(shù)展開式
求得。這表明極限概念具有重要的方法論意義。
極限 數(shù)列的定義
一個(gè)定義在正整數(shù)集合上的函數(shù)yn=f(n)(稱為整標(biāo)函數(shù)),當(dāng)自變量n按正整數(shù)1,2,3…依次增大的順序取值時(shí),函數(shù)值按相應(yīng)的順序排成一串?dāng)?shù):f(1),f(2),f(3),…,f(n),…稱為一個(gè)無窮數(shù)列,簡稱數(shù)列。數(shù)列中的每一個(gè)數(shù)稱為數(shù)列的項(xiàng),f(n)稱為數(shù)列的一般項(xiàng)。
數(shù)列的極限
如果對于任意給定的正數(shù)c,總存在一個(gè)正整數(shù)N,當(dāng)n>N時(shí),