怎么证明单调有界数列的有界性?

作者&投稿:官兰 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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单调有界数列必有极限怎么证明如下:

在数学中,单调有界数列必有极限是一个非常基础的定理。它告诉我们,如果一个数列在数值上单调递增或减,并且有一个上限和一个下限,那么它必然有一个极限。

这个定理使用起来非常广泛,它可以用于证明一些重要的数学结论,比如连续函数的中间值定理和柯西收敛等。在本文中,我们将详细介绍单调有界数列必有极限的证明过程。首先,我们来定义一下什么是单调有界数列。

如果一个数列满足以下两个条件,那么它就是单调有界数列:

1.数列单调递增或单调递减;

2.数列有一个上界和一个下界。下面我们将证明:对于任意单调有界数列,它都有一个极限。

证明过程如下:

不妨设{“”}为有上界的递增数列,由确界原理,数列{“”}有上界,记a=sup{an}下面证明“就是{“”}的极限.事实上,任给ε>0,按上确界的定理,

存在数列{“”}中某一项ªN,使得a一ε<aN.又由{“”}的递增性,当n≥N时有a-ε<an≤an.另一方面,由于“是{“”}的一个上界,故对一切“”都有an≤a<a+ε.所以当n≥N时有a-ε<an<a+E,这就证得liman=an→∞同理可证有下界的递减数列必有极限,且其极限即为它的下确界通过以上对单调有界定理的证明。

对单调有界定理有了一定的认识与了解,单调有界定理在数学理论证明中应用很广,接下来我将应用单调有界定理来证明区间套定理、柯西收敛准则、致密性定理、有限覆盖定理及数列的敛散性.

扩展知识:

单调有界定理是极限理论中的一个重要定理,它在数学分析中常用于数列及函数的收敛性,并且单调有界定理与实数完备性也密切相关。

以上通过利用单调有界定理在实数完备性中的应用,即运用单调有界定理证明了实数完备性的几大定理;同时在数列的单调有界定理基础上,利用非负函数的单调性和积分性质,论证了非正常积分和正项级数可以互为比较对象,判断对方的敛散性,并推广应用之.|




证明数列有界性的三种方法
数列有界性的证明方法主要有以下三种:1、第一种方法是使用单调性定理。如果一个数列从第n项开始单调递增或递减,那么该数列一定有界。这是因为,当数列单调递增时,随着n的增大,数列的项也逐渐增大,但是它们不会超过某个固定的界限。2、第二种方法是使用极限定理。如果一个数列的各项在某一范围内变化...

如何证明数列是单调有界数列?
1、证明数列 (1+1\/n)^n 是单增数列(用二项式展开);2、证明数列 (1+1\/n)^n 有界;3、记该数列极限为e;4、求 (1+1\/n)^(n+1),(1+1\/n)^(n-1) 的极限;5、将 (1+1\/x)^x 用夹逼准则放在上面几个数列极限之间即可。N的相应性 一般来说,N随ε的变小而变大,因此常把N...

怎么证明数列xn单调有界?
用归纳法很容易证明Xn>3,所以数列Xn有下界。X(n+1)平方-Xn平方=6+Xn-Xn平方=(3-Xn)(2+Xn)<0,所以X(n+1)<Xn,数列Xn单调减少。所以数列Xn有上界X1。所以Xn单调有界,从而有极限,记极限为a。在递推公式两边取极限得a=根号下(6+a),解得a=3。

单调有界数列一定收敛吗?举例说明。
单调有界定理 单调有界定理,是一个数学术语,是指单调有界数列必收敛(有极限),只能用于证明数列极限的存在性。在一般的教科书中,单调有界定理是通过确界原理来证明的,即通过确界原理知道{xn}有上(下)确界α,再证明{xn}收敛于α。事实上,单调有界定理与确界原理等价,既可以由确界原理得到单调有...

单调有界数列一定有极限吗
如果一个数列满足以下两个条件,那么它就是单调有界数列:1.数列单调递增或单调递减;2.数列有一个上界和一个下界。下面我们将证明:对于任意单调有界数列,它都有一个极限。证明过程如下:不妨设{“”}为有上界的递增数列,由确界原理,数列{“”}有上界,记a=sup{an}下面证明“就是{“”}的极限....

如何证明一个数列是单调有界的?
要证明一个数列是单调有界的,通常需要使用数学归纳法和数学分析的技巧。下面是一些可能有用的步骤:首先,需要确定数列的单调性,即数列是单调递增还是单调递减。如果数列是单调递增的,那么对于任意的ninN^*,都有angeqa{n-1}。如果数列是单调递减的,那么对于任意的ninN^*,都有a{n+1}leqa{n}。...

数列单调有界是其极限存在的什么条件?
1、数列单调有界推出极限存在。2、极限存在推不出数列单调有界,如(-1)^n*1\/n。3、充分不必要条件。有界数列指数列中的每一项均不超过一个固定的区间,其中分上界和下界。假设存在定值a,任意n有{An(n为下角标,下同)=B,称数列{An}有下界B,如果同时存在A、B使得数列{An}的值在区间[A,...

单调有界原理
单调有界原理在实分析和数学分析中起到了至关重要的作用,它的重要性体现在以下几个方面:1. 收敛性证明: 单调有界原理为证明某个数列的收敛性提供了一种非常有力的方法。通过证明数列是单调递增或单调递减,并且有上界或下界,可以确定该数列的极限存在。2. 极限的计算: 单调有界原理可以用来计算某些...

数列单调有界准则的严格证明(不是几何的)
准则:单调有界数列必有极限 证明:不妨设数列{xn}单增(减),且{xn}有界,则根据确界存在定理{xn}有唯一上(下)确界M(m)。下面证明limxn=M(limxn=m的证明类似)。因为sup{xn}=M,所以任给小正数t,存在某个正整数N使xN>M-t。又xn递增,所以当n>N时,M>=xn>xN>M-t,因此-t<xn-M...

数列单调的证明方法有哪些?
5.利用极限性质:如果数列的极限存在且有限,那么数列一定是有界的。根据有界性的定义,可以证明数列是递增或递减的。6.利用单调子数列:如果数列有一个子数列满足单调性,那么整个数列也满足单调性。这种方法适用于证明数列在某个区间内是单调的。7.利用单调序列的性质:如果数列是单调序列的一个子集,...

万宁市19140417590: 用单调有界证明数列收敛的有界是否只需证明有上明或者有下界 -
赖净长春: 应该把这句话说准确点. 单调增数列,只要证明有上界,就能证明数列有界,因为单调增数列的第一项必然是其下界,无需再证明了. 单调减数列,只要证明有下界,就能证明数列有界,因为单调减数列的第一项必然是其上界,无需再证明了.

万宁市19140417590: 如何利用闭区间套定理来证明单调有界定理 -
赖净长春: 设S是有上界集合,不妨设b是的一个上界,取a∈S构造区间[a,b]. 定义性质P: 闭区间E,满足存在x1∈E,x1∈S且存在x2∈E,x2不属于S. 用二等分法构造区间套: 将[a,b]等分为两个子区间,则至少有一个具有性质P,不妨记该区间为[a1,b1]...

万宁市19140417590: 数列有界性的证明 -
赖净长春: 它是无界的.证明:1+1/3+1/5+……+1/2k-1>1/2+1/4+……+1/2k=1/2(1+1/2+……+1/k)> 1/2(ln2+ln(3/2)+……+ln((k+1)/k))=1/2ln(k+1)由于lim1/2ln(k+1)=∞,所以1+1/3+1/5+……+1/2k-1无界.

万宁市19140417590: 单调有界数列必有极限如何证明 -
赖净长春:[答案] 同济课本上对这个定理的说明是:对于这个定理我们不做证明,只是给出它的在数轴上的几何意义,你可以参看一下.若要考试这个问题不会考定理证明的,而是要你先用证明某个数列的单调性,然后再证明这个数列的有界性,从而得出这个数列必是...

万宁市19140417590: 有没有数列单调有界准则的严格证明(不是几何的)介绍几本关于实数论与数论的名著 -
赖净长春:[答案] 准则:单调有界数列必有极限 证明:不妨设数列{xn}单增(减),且{xn}有界,则根据确界存在定理{xn}有唯一上(下)确界M(m).下面证明limxn=M(limxn=m的证明类似). 因为sup{xn}=M,所以任给小正数t,存在某个正整数N使xN>M-t.又xn递增,...

万宁市19140417590: 高等数学证明下面这个数列的有界性 -
赖净长春: [x(n+1)]²=xn+2 只要证明这个数列在n→∞有极限即可. 在上面的递推公式中取n→∞的极限,并设极限为a. 那么,a²=a+2.a=2或者-1(舍掉-1)

万宁市19140417590: 高等数学证明数列有界的问题 -
赖净长春: 因为x1=√a,所以a>=0,(1)若a=0,x1,...,xn均为0,故有界. (2)若a>0,设xn趋近于b(b>0),即xn=b,Xn-1=b,则b=√(a+b),b^2-b-a=0, b=(1+2√(1+4a))/2,负数舍去,limb=1/2+√(1+4a),若a趋近于无穷大,则1/a=0,limb=0.5+2=2.5,若a趋近于0...

万宁市19140417590: 高 数 单调有界数列必有极限 有界不是指有上下界吗 为什么答案只有一个界 -
赖净长春:[答案] 有界确实是必须有上界并且有下界,数列是从a0开始的,就说明它其实是一个类似射线的线,是有一端,这一端就代表了上界或者下界,你只要知道另一个届就能证明有界了,这就是数列的单调有界准则.

万宁市19140417590: 怎么证明:{Xn}为有界数列的充要条件是{Xn}的任一子列都存在其收敛的子列? -
赖净长春:[答案] 在完成证明之前先引入一个结论:任一数列中都能取出一个单调子列. 证:引入一个定义:如果数列中的一项大于在这个项之后的所有各项,则称这一项是一个“龙头”.下面分2种情况: 情况1 如果在数列中存在无穷多个“龙头”,那么把这些作为...

万宁市19140417590: 区间套定理证明单调有界定理 -
赖净长春: ms这么证明没有什么意义,因为用确界定理证明更简单直截一些我来试试,大家一起研究一下用区间套定理证明单调有界定理:首先还要用到确界定理,单调有界必有确界 不妨设数列{an}单调滴递增,则有上确界M存在 则an≤M,从而[an,M]为一闭区间 1、有[a1,M]≥[a2,M]≥……≥[an,M]≥……(不会输入那个符号,这里用≥表示“包含”),则{[an,M]}构成一个闭区间套; 2、又因为M为上确界,故当n->∞时lim(M-an)=0;以上1、2使得{[an,M]}满足闭区间套定理,所以n->∞时,[an,M]套住一个实数,即M,从而有n->∞时lim(an)=M,说明有界单调数列收敛.〔 证毕 〕

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