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【菲赫金哥尔茨微积分学教程精读笔记Ep76】上极限及下极限:定义

2020-06-01 13:13 作者:躺坑老碧的学习瞎记  | 我要投稿

因为这一部分算是实数理论里比较复杂且重要,应用较广泛的一部分,所以,我翻了手上库存的所有教材,大概普遍上,上/下极限有两种方法定义,然后还有了解一些有趣数学符号,有助于数学教材的阅读也是这篇文章的目的之一。

我们先复习子列(部分数列)的概念(Ep73)——

子列/部分数列,即从已知数列{xn}选出一个 全新的数列,操作如下——

  1. 从{xn}选出第一项xn1作为子列的第一项,n1>=1;

  2. 从{xn1,xn1+1,……}选出xn2作为子列的第二项,n2>n1

  3. 以此类推,……

  4. 从{xnk,xnk+1,……}选出xn(k+1)作为子列的第k+1项,n(k+1)>nk

  5. 由此构造出{xn}的一个子列。

下面开始介绍上/下极限的定义——

42上限及下限

a.定义一

第一种定义见于《微积分学教程》和华师版的《数学分析》——

以《微积分学教程》为例——

即将上/下极限定义为所有有极限的子列极限中的最大/小值,在这种定义的情况下,将∞与-∞都看作一个确定的数字。


b.定义二·

第二种定义被更广泛采用,基本上常见教材都采用这种定义方式,以常庚哲、史济怀老师的《数学分析教程》为例——

即将上/下极限定义为数列有极限子列的极限所构成集合的上/下确界,在这种定义之下,如果这个集合的上/下确界属于这个集合本身,那么,即可得出前两个定义等价。

c.定义三

构造数列的方式,见于张筑生老师的《数学分析新讲》以及伍胜健的《数学分析》,以《数学分析新讲》为例——

注意红线标记的符号!

构造方式为,依次先构造出一系列数集——

A1={x1,x2,……,xk,……};

A2={x2,x3,……,xk,……};

……

An={xn,xn+1,……,xk,……};

……

构造数列{yn}和{zn},其中yn是An的下确界,zn是An的上确界,这两个数列如果有极限,其极限则分别为{xn}的下/上极限。

这个构造也是《微积分学教程》中用来证明一个性质一个工具。我们下次开始聊上/下极限相关的定理与性质。

今天就到这里!

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