高等数学

极限证明之八股文

2019-10-01  本文已影响0人  解冒号

极限证明之八股文

八股文,明清时科举考试用的一种文体。因其要求繁多,格式固定,不允许自由发挥……今天将高数中的极限证明用这种固定的格式套,帮助大家依葫芦画瓢的快速进入证明的写作。

数列极限的证明

有关数列极限的定义定性描述并不难,随着n的不断增大,数列x_n无限接近于一个确定的常数A,这个A就称为为它的极限。

用定量描述,使用\epsilon-N语言。对于极限存在,关键是在无限接近这个概念,自然可以用数列x_nA之间的距离(用绝对值就OK)可以达到任意小来刻画,数学表示是|x_n-A|<\epsilon,达到的标志是要存在一个N​。当然,这都是不好理解的,让我来用八股文方式证明一个,看看能不能策马奔腾。如果换成其它极限,需要修改的地方我用下划线注明。

开始之前,请一定确保这个极限结果是对的。要不然就驴唇对不上马嘴了。

例如:证明\lim_{n\rightarrow \infty}\frac{n}{n+1}=1\tag{1}

证明:对于任意小的\epsilon>0,欲使得|x_n-A|= \underline{|\frac{n}{n+1}-1|=\frac{1}{n+1}} <\epsilon成立,只需n> \underline{\frac{1}{\epsilon}-1}即可。故取N= \underline{[\frac{1}{\epsilon}-1]}.于是存在N= \underline{[\frac{1}{\epsilon}-1]} \in N^+,当n>N时,有|x_n-A|<\epsilon恒成立,即该数列收敛。

其中第一步在代入、计算和整理数列和极限值的绝对值时,可能会用到放缩等一些技巧,目的是将n较容易求出来。另外计算出的n一定要是大于的形式。原因很简单,因为要随着n的增大,而不是某个局部范围.

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