Плотность множества рациональных чисел

Теорема: Q плотно в R.

Доказательство: х > у х’к > у”к х ³ х’к у”к ³ у

х ³ х’к / 2 + х’к / 2 > х’к / 2 + у”к / 2 > у”к / 2 + у”к / 2 > у

Видим: х > х’к / 2 + у”к / 2 > у, где (х’к / 2 + у”к / 2)єQ

Принцип вложенных отрезков.

Пусть а,bÎR и а<b. Числовые множества вида 1-5 - называются числовыми промежутками:

1) Mножество хÎR: а£х£b (а<х<b) - называется отрезком (интервалом)

2) Mножество хÎR: а£х<b (а<х£b) - открытый справа (слева) промежуток

3) Mножество хÎR: а<х & x<b - открытый числовой луч

4) Mножество хÎR: а£х & х£b - числовой луч

5) Mножество хÎR - числовая прямая

Определение: Число b и а (если они существуют) называются правым и левым концами отрезка (далее промежутка), и его длина равна b-a

Лемма: Пусть aN монотонно возрастает, bN монотонно убывает, "n aN£bN и (bN-aN)-бм, тогда $! с: "n cÎ[aN,bN] (с Ç[aN,bN])

Доказательство:

aN£bN£b1 aN монтонно возрастает & aN£b1 => $ Lim aN=a

a1£aN£bN bN монтонно убывает & a1£bN => $ Lim bN=b

aN£a b£bN aN£bN => a£b

Lim (bN-aN)=b-a=0(по условию)=>a=b

Пусть c=a=b, тогда aN£c£bN

Пусть с не единственное: aN£c’£bN, с’¹с

aN£c£bN=>-bN£-c£-aN => aN-bN£c’-c£bN-aN => (По теореме о предельном переходе) => Lim(aN-bN)£Lim(c’-c)£Lim(bN-aN) => (a-b)£Lim(c`-c)£(b-a) =>

0£lim(c`-c)£0 => 0£(c`-c)£0 => c’=c => c - единственное.

Сумма и разность бесконечно малых и больших последовательностей.

Сумма бмп, есть бмп.

n},{yn} бмп

{xn+yn} бмп

Пусть ε>0 ЗN1 n>N1 |xn|<ε/2

З N2 n>N2 |yn|<ε/2

N=max{N1,N2} n>N

|xn|<ε/2 |yn|<ε/2

|xn+yn|<=|xn|+|yn|<ε/2+ε/2=ε

Сумма ббп, есть ббп.

n},{yn} ббп

{xn+yn} ббп

Пусть М>0 ЗN1 n>N1 |xn|<М/2

З N2 n>N2 |yn|<М/2

N=max{N1,N2} n>N

|xn|<М/2 |yn|<М/2

|xn+yn|<=|xn|+|yn|<М/2+М/2=М

Разность аналогично.

Произведение бесконечно малой и ограниченной последовательностей.

n}бмп

{yn} огран

З М>0 |yn|<M

ε>0 З N n>N |xn|<ε/M

|xnyn|=|xn||yn|<ε/M*M=ε

Связь между бесконечно малыми и бесконечно большими последовательностями.

Если {xn} ббп то начиная с некоторого n xn≠0 и {1/xn} бмп

ЗN n>N |xn|>1 {1/xn}

Ε>0 ЗN n>N |xn|>1/ε <=>|1/xn|<ε

Если {xn} бмп xn≠0 для достаточно больших n, то послед {1/xn} ббп

20. Неравенства и бесконечно малые последовательности. Постоянные бесконечно малые последовательности.

Если {xn} бмп {yn}: |yn|<=|xn| => {yn}бмп

Ε>0 ЗN n>N |xn|<ε

|yn|<=|xn|<ε

{1/n^λ} λ>0

ε>0 ЗN n>N

N=(1/ε)^1/λ => n>(1/ε)^1/λ <=> n^λ>1/ε <=> 1/n^λ<ε

Операции над сходящимися последовательностями

{xn} называется сходящейся, если З а для которой {xn-a} бмп

Если такая последовательность сходится, то а называется пределом xn->a, lim xn=a

Сумма сходящихся последовательностей сходится причем приделы суммируются

xn->a, yn->b

xn+yn->a+b

(xn+yn)-(a+b)=( xn-a)+( yn-b) бмп

Разность сходящихся последовательностей сходится, пределы вычитаются.

Произведение сходящихся последовательностей сходятся причем = произведение пределов

xn->a, yn->b

xn*yn->a*b

xn*yn-a*b=xn(yn-b)+b(xn-a) бмп

Частное сходящихся последовательностей сходятся причем = частному пределов

Единственность предела последовательности

Если последовательность сходится, то она имеет единственный предел

xn->a, xn->b

{xn-a},{xn-b} бмп

{( xn-a)-( xn-b)}={b-a} бмп b-a=0

Vε>0 ЗN n>N |xn-a|<ε

Предельный переход в неравенствах.

1 {xn} сходится xn>=b

lim xn>=b

Пусть lim xn=a<b

ε=b-a

|xn-a|<ε=b-a

a-b<xn-a<b-a

xn<b

xn<b? => lim xn>b? не справедливо lim=0

2 xn, yn сходятся

xn<=yn

limxn<=limyn

yn-xn>=0

lim(yn-xn)= limyn-limxn>=0

limyn>=limxn

3 {xn},{yn} сходятся и имеют общий lim

xn<=zn<=yn тогда zn сходится limzn=limxn=limyn

limxn=limyn=a

xn-a<=zn-a<=yn-a zn-a бмп lim zn=0

Существование предельной точки у ограниченной последовательности.

x1, x2, xn последовательность

Точка а называется предельной точкой последовательности, если в любой окрестности точки а расположено бесконечное множество членов последовательности.

Наши рекомендации