Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Вступ до аналізу. Ч. 1

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
1.42 Mб
Скачать

. 5 E > 0 N ( E ) (, n > N -

*

xn

> E , + *, lim xn = ∞ .

 

 

n→∞

# ! ! *2 " n * xn

+ ! ! *2, + ! * " E . % * + " , -

.

 

 

 

 

 

 

. 5

E > 0 N (E )

(,

n > N -

* xn > E , + *, lim xn

= + ∞ .

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

. 5

E > 0 N (E )

(,

n > N -

* xn < − E , + *,

lim xn = − ∞ .

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

. , lim

n2

= + ∞ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ n + 1

 

 

 

6 * E > 0 " *:

 

 

n2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

> E n −1 +

 

> E .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n + 1

n + 1

 

 

 

 

 

4' * + ! , " n > E + 1, ! n > N (E ) = [E + 1] .

5 * , ', " * - , * " , + – .

10. & .

" 1 ( ). ) & {xn } ,

.

. .( * {xn } , ( a b ,

a b . # | a b | > 0 . ) * lim xn = a , ε > 0 N1

n > N1

 

n →∞

 

 

: | xn

a | < ε . * lim xn = b , ε > 0 N

2 n > N

2 -

 

n →∞

 

 

: | xn b | < ε . % N = max( N1, N 2 ) . # " n > N ,

! : | xn a | < ε | xn b | < ε . % ε = | a b | 2 . # " n > N :

| a b | = | a xn + xn b | ≤ | xn a | + | xn b | < ε + ε = 2ε = 2 | a b | . 3

' | a b | > 0 , , 1 < 23 , , , .

& ( " ! +. ) ( + *

+ " *.

32

" 2 ( ). ) &

, .

. .( * {xn } ! +, lim xn = x0 . # ε > 0

n →∞

N n > N : | xn x0 | < ε . " n ,:

| xn | = | xn x0 + x0 | ≤ | xn x0 | + | x0 | < | x0 | + ε .

% M1 = max | xk | . # n ! : | xn | ≤ M ,

1≤k N

M= max(M1, | x0 | + ε) . # ! * {xn } ! +.

$ . )! + " , ! ! +

, ! + *. . , * xn = (−1)n ! +, , " . 9 ( 4), , ! + '.

" 3 ( ). -! {xn }, { yn },{zn }

:

1)

N0 n > N0 : xn yn zn ;

 

2)

lim xn

= lim zn = a .

 

 

n →∞

n →∞

 

. { yn } , lim yn = a .

 

 

 

n →∞

 

 

. ) * lim xn = a , ε > 0 N1 n > N1 : | xn a | < ε .

 

 

n →∞

 

! −ε < xn a < ε . ) * lim zn = a , ε > 0 N

2 n > N 2 : | zn a | < ε

 

 

n →∞

 

. ! −ε < zn a < ε . % N = max( N0 , N1, N 2 ) . # " n > N -

:

−ε < xn a yn a zn a < ε ,

+ | yn a | < ε . # " ! * " ε > 0 (2 " N -

(, n > N : | yn

a | < ε . ( ,, lim yn = a . #-

 

n →∞

.

4' ' * ! . 5 -

! * ", ! " ' *

", ( (, " ( + , " , + "-. 5 * « » + 2, 2 -

" ' * , ( , + , « » + -

* " , , + . % {xn }, {zn } – « -

», * { yn } – «(».

.

1. ,

lim

1

= 0 .

 

n → ∞ 2n

 

$" " ! .*':

33

2n = (1 + 1)n = 1 + n + n(n −1) + K > 1 + n . 2

6:

0 <

1

<

1

.

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

n + 1

 

 

 

8 ',, lim

1

= 0

. # -

 

 

n → ∞ n + 1

, !. 2. , a > 1:

lim na = 1.

n → ∞

%: αn = na − 1. # na = 1 + αn , a = (1 + αn )n . 6 - ' ! .*' ,:

a = 1 + nαn + ... > 1 + nαn ,

0 < αn < a −1 , n

* lim a −1 = 0 , ,

n →∞ n

!.

3. ,

lim nn = 1 .

n → ∞

%: αn = nn − 1 > 0 . # nn = 1 + αn , n = (1 + αn )n . 6 -

' ! .*' ,:

n = (1 + αn )n = 1 + nαn

+

n(n −1)

αn2 + ... >

n(n −1)

αn2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α2

<

2

 

α

 

<

 

 

2

.

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

n − 1

 

 

 

n

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

#

2

0 < αn < , n − 1

2

* lim = 0 (* (),

n → ∞ n − 1

, !.

" 4. -! lim xn = a ,

lim yn = b , a < b . . N

n → ∞

n → ∞

n > N : xn < yn .

 

34

. ) *

lim xn = a , ε > 0 N1 n > N1 : | xn a | < ε .

 

n → ∞

) * lim yn = b ,

ε > 0 N1 n > N 2 : | yn b | < ε . %

n → ∞

 

N = max( N1, N 2 ) . # " n > N , : | xn a | < ε ,

| yn b | < ε . !: a − ε < xn < a + ε , b − ε < yn < b + ε . ) * a < b , !-

ε * , ! *: a + ε < b − ε (! ε < (b a) 2

). # " n > N ! :

xn < a + ε < b − ε < yn , ( * -

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# 1. ) &

 

lim xn = a ,

a < b (a > b) , N n > N -

 

 

 

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

xn < b ( xn > b) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# 2. 5

 

lim xn = a ,

a > 0 ( a < 0 ) , N n > N -

 

 

 

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

xn > 0 ( xn < 0) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# 3. ) &

 

lim xn = a ,

 

lim yn = b ,

n xn yn

 

 

 

n → ∞

 

 

 

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

, a b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(, " ! ! a > b , ' 1 ! !,

xn > yn , ! -

' " , * .

 

 

 

 

 

 

6, "

xn ≤ 0 ( xn ≥ 0 ), a ≤ 0 ( a ≥ 0 ) –

! " -

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 + , " ! 3 !

xn < yn ( -

*), + ! , * " a b , a < b . 6, "

xn < 0 (

xn > 0 ), a ≤ 0 (a ≥ 0 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. .(

x

 

=

 

n

, y

 

=

n + 1

 

. ), n x

 

< y

 

.

 

 

 

n

 

n

n

 

 

n

 

n

+ 2

 

 

n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim xn = lim yn = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. # .

. % * n } , * " , "

lim αn = 0 .

n → ∞

# ! " ε > 0 N n > N : | αn | < ε .

., {1 n2}, {1 2n} , ( . . 9,

2 . 10, 1).

". , ! ! -

.

35

. .( n }, {βn } – . #

ε > 0 N1 n > N1 : | αn | < ε 2 N 2 n > N 2 : | βn | < ε 2 . % N = max( N1, N 2 ) . # n > N ! | αn | < ε 2 ,

| βn | < ε2 . ) +

| αn

± βn | ≤ | αn

| + | βn

| <

ε

+

ε

= ε .

 

 

 

 

 

2

2

 

4 ( ,, n ± βn } .

* 2 ', * " ! * " -

.

". -

( , ) .

. .( * {xn } – ! +. # M > 0 n : | xn | ≤ M . .( * n } . # ε > 0 Nn > N : | αn | < ε M . # n > N ! :

| x α

 

| = | x | | α

 

| ≤ M

ε

= ε .

n

n

 

n

n

 

M

 

 

 

 

 

 

 

4 ( ,, * {xnαn } – .

#. ! !

.

(, ( n }, {βn } – . % * n } , ! + ', * ! +, * nβn } – -

.

4" * 2 ', * " ! * " +-

. $ . % ( -

* +. # + !

', + ( !. 0 * + ! ! + '.

.

1. .( αn

αn

=

1 n2

 

=

 

n

 

 

n2

βn

 

 

1 n

 

 

2. .( αn

αn

=

1 n2

=

1

 

 

2 n2

 

βn

 

 

2

 

= 1 , βn = 1 . 4 . ? n2 n

=1 + . n

=

1

, β

 

=

2

. 4 .

 

n

 

 

n2

 

n2

 

 

 

 

 

, ', " ', 1 . 2

36

3. .( α

 

=

 

1

, β

 

=

(−1)n

. 4 . -

n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n2

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αn

=

1 n2

 

 

= (−1)n , ! + ' ' ( . . 9, -

 

(−1)n

n2

 

 

βn

 

 

 

 

 

 

 

 

4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

".

lim xn = a ! -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞

xn = a + αn , n } .

. .! *. .(

lim xn = a . 4 ,, ε > 0 N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞

n > N : | xn a | < ε . % αn = xn a . # * n } – -

, xn = a + αn .

*. .( xn = a + αn , * n } – . # ε > 0 N n > N : | αn | < ε . ) * αn = xn a , ε > 0 N

n > N : | xn a | < ε , !

lim xn = a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞

 

 

 

 

. .( x =

n

 

. 8 ',, lim x = 1. / ,:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n + 1

 

 

n → ∞

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

 

n

=

 

n + 1 −1

= 1 −

1

 

= 1 + α

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n

n

+ 1

 

 

n + 1

 

n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αn = −

1

 

 

– .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

" (( ). -!

lim xn = a,

lim yn = b .

. :

 

 

 

 

n → ∞

 

 

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

1) lim ( xn ± yn ) = a ± b ;

n → ∞

2) lim ( xn yn ) = ab ;

n → ∞

3) " y

 

≠ 0, b ≠ 0 ,

lim

xn

=

a

.

n

 

 

 

 

n → ∞ yn

 

b

 

 

 

 

. ) *

lim xn

= a, lim yn = b , *

 

 

 

n → ∞

 

 

n → ∞

xn = a + αn , yn = b + βn , n }, {βn } – -

. 6 xn ± yn = a ± b + αn ± βn . ) * * n ± βn } – -

, * ,:

lim ( xn ± yn ) = a ± b . :

n → ∞

xn yn = (a + αn )(b + βn ) = ab + aβn + bαn + αnβn .

) * n }, {βn } – ,

{aβn }, {bαn }, {αnβn } + , , ,, ( -

37

* {aβn + bαn + αnβn } – , *

lim ( xn yn ) = ab .

n → ∞

6 , ,

 

lim c = c , , ,,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim (cxn ) = c lim xn .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞

 

 

 

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# ! .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

a

 

 

 

 

, *

 

n

 

– . (:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yn

 

 

b

 

 

 

 

 

x

 

 

a

 

bx ay

n

 

b(a + α

n

) − a(b + β

n

)

 

 

a

1

 

 

 

n

 

 

=

n

=

 

 

 

 

 

= αn

 

βn

 

.

 

 

 

 

 

byn

 

 

 

byn

 

 

 

 

 

 

 

yn

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

yn

 

) * n }, {βn } – , *

 

 

 

a

 

 

 

+ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αn

 

βn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

% +, * {1 yn } ! +. ) *

lim yn = b ≠ 0 ,

 

n → ∞

 

 

 

 

 

 

ε > 0 N n > N : | yn b | < ε . # n > N ,:

 

 

 

 

 

 

 

| yn | = | b + yn b | ≥ | b | − | yn b | >|b | −ε .

 

 

 

 

 

 

 

% ε = | b | 2 . # | yn | > | b | 2 , + n > N : | 1 yn | < 2

| b | .

# !

 

* {1 yn } ( ! +. *

 

 

a

1

 

αn

 

βn

 

 

 

 

 

 

 

 

b

yn

 

– " ! ! +.

x

 

 

a

 

x

n

 

a

# *

 

n

 

– , +

lim

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yn

 

b

n → ∞ yn

 

b

. % * {xn } , * " , "

lim xn = ∞ .

n → ∞

/ + " + ", " "

" " ! + ' *. . . . -

* ( , ! + '. ! - + " . $" *:

n, & n − , xn = 0, &n − .

4" * ! +, , '. (, " !

! ', E > 0 N n > N : | xn | > E . "

N – , N + 1 – , | xN +1 | = 0 < E . " N – , N + 2 + , | xN + 2 | = 0 < E . ! * " !

, * ".

38

". ) & {xn }, { yn } ,

lim xn = + ∞, lim yn = + ∞ , {xn + yn }

n → ∞

n → ∞

,

lim ( xn + yn ) = + ∞ .

 

n → ∞

. ) * lim xn = + ∞ , E > 0 N1 n > N1 : xn > E 2 .

n → ∞

 

) * lim yn = + ∞ , E > 0 N

2 n > N 2 : yn > E 2 . %

n → ∞

 

N = max( N1, N 2 ) yn > E 2 . ) +

. #, " n > N , , * ": xn > E 2 ,

n > N : xn + yn

> E 2 + E 2 = E , ! lim ( xn + yn ) = + ∞ .

 

n → ∞

* ", " lim xn = − ∞

lim yn = − ∞ ,

n → ∞

n → ∞

lim ( xn + yn ) = − ∞ . # ! ( -

n → ∞

, + ' ' + . $ . % * {xn yn } (+ " -

( ) * -

+ – " * + ! ', + (

!, + * " ( , -

).

.

1. .( xn = 2n2 , yn = n2 . 4 . &

* xn yn = n2 – + .

2. .( xn = 1 + n,

 

yn = n . 4 . -

* xn yn

= 1 , ': lim ( xn yn ) = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞

3. .(

x

= n +

1

,

y

 

= n . 4 . -

 

 

n

 

n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

x

y

 

=

1

 

, ', *

n

 

 

 

n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. .( x

= n + (−1)n ,

y

n

= n . 4 .

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* x y

n

= (−1)n , " .

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

". ) & {xn }, { yn } , -

{xn yn } – .

". ) * * {xn } , E > 0

N1 n > N1 : | xn | > E . ) * * { yn } – ,

 

 

 

 

 

 

 

E > 0 N2 n > N2 : | yn | >

E . %: N = max( N1, N 2 ) . #

 

 

 

 

 

 

 

n > N : | xn | >

 

 

E , | yn | > E . ) + n > N :

 

39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

| xn

yn | = | xn

| | yn

| > E E = E , ( ,, lim xn yn = ∞ , ! -

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞

* {xn yn } – .

$ . % ( -

* +, + " -

. & , * " (.

". , ( , ) -

.

. .( * {xn } – , -

* { yn } – ! +. # M > 0 n : | yn | ≤ M . 0 E > 0 N n > N :

| xn | > E + M . # n > N : | xn + yn | ≥ | xn | − | yn | > E + M M = E , ! -

* {xn + yn } .

". -

.

. .( xn = C , { yn } – *. #

E > 0

N n > N : | yn | > E | C | . ) + n > N : | xn yn | = | Cyn | =

= | C | |

yn | > | C | E | C | = E , ! {xn yn } – -

*.

 

$ . % ! ! + -

*

+ ( * ().

". ) & n xn ≠ 0 , {xn }

, {1 xn } – .

. .( * {xn } – . # E > 0N n > N : | xn | > E . % +, * {1 xn } -. " * ! , ε > 0 N1 n > N1 | 1 xn | < ε .

6 * ε > 0 E = 1 ε . " * E ( * " N

(, n > N | xn | > E . # n > N :

1

 

=

1

 

<

1

=

1

= ε ,

 

 

 

 

 

xn

 

| xn |

 

E

1 ε

( ,, * {1 xn } – .

., ( * {1 xn } – . 4 ,,ε > 0 N n > N | 1 xn | < ε . % +, * {xn }

. " * ! , E > 0 N1 n > N1 -

: | xn | > E . 6 * E > 0 ε = 1 E . " * ε

( * " N (, n > N | 1 xn | < ε . # n > N -

:

40

| x | =

1

 

>

1

= E ,

 

 

 

n

1 xn

 

 

ε

 

 

 

 

 

( ,, * {xn } – . # .

12. % & ! . e . " ' .

". ) & {xn } ,

!,

lim xn = sup{xn}.

n → ∞

. ) * * {xn } ! + , +

X = {x1, x2 ,..., xn ,...} ! + , + , sup X ( . .4). % a =sup X . 6 ' * ε > 0 xN : a − ε < xN a .

* * {xn } ' ! , n > N ! -

: a − ε < xn a . 6 " ,,

a = lim xn . # .

n → ∞

* ", " * {xn } ! - ' ! + , ,

lim xn = inf{xn}.

n → ∞

#. ) & , . # ,

. $ . # 2 , * " ' " , !-

+ ( ) ' ! ( ! '-

), * ' " .

.

1. , a :

lim

an

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

(12.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n → ∞ n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$" a > 0 . #

x

=

an

 

, x

=

an+1

=

an a

=

a

x .

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n!

 

n+1

 

(n + 1)!

 

n!(n + 1)

 

n + 1

n

) +, ' " N !:

xn +1 < xn ,

! * {xn } – . n : xn > 0 , ! - 41