【菲赫金哥尔茨微积分学教程精读笔记Ep35】第一次遭遇习题……

菲书第一次习题课,比较简单,一共九道题,今天聊前五道,重要的、需要记住结论的题目,老碧会标注。
重要结论什么的记熟了,以后学到级数什么的会更容易,当然许多题想要做得又快又好,必须的结论是一定得记清楚的。
25例题——第一次习题课,兴奋!
1.无穷小量的分类——前三道例题都给出了无穷小的类型

考虑无穷小量的定义——极限区域0的数列,由于未规定方向,所以在数轴上可以从右边向0趋近(由正数递减),可以从左边向0趋近(由负数递增),可以忽左忽右稳定在0的附近(波动状,时正时负),对应例题一中的三种无穷小——
——单调、递减、正数列——例子:1/n(n是自然数);
——单调、递增、负数列——例子:-1/n(n是自然数);
——波动,时正时负,稳定于0附近——例子:(-1)^(n+1)/n。

按照求数列极限的求法,我们只要任给一个小数e>0,都存在一个自然数N使得最终那个不等式成立即可,在这里即是说对任意n>N,|an-0|=|an|<e——
对1、2、3型,绝对值均为1/n,对任意小时e>0,我们要使得1/n<e,只要n>N>1/e即可,那么N的取值只要满足,大于从左边最靠近1/e一个正数即可。
于是引入复合E(p)表示不超过p的最大整数——

这个符号叫做取整函数——在后面会有用!要记住——
对整数z,E(z)=z,比如:E(3)=3;
对不是整数的数q,E(q)<q,比如,E(1/3)=0,E(-pi)=-4——打不出来希腊字母,pi是圆周率的读音。
2.给了第四种会不断波动的正数无穷小,给了我们构造波动形式的数列的思路

这一题这里用的方法是取最大值的方法,之后学了子列之后,还会有其他方法。
3.给出了第五种无穷小,依然是波动的——

记住这些例子,可以在证明一些对于数列的性质的证伪的时候能够举出例子,算是一些反例。
4.一道典型的数列极限证明题——放缩法


证明数列(n^2-n+2)/(3n^2+2n-4)的极限为1/3,正常思路,我们对于任意小数e>0,我们能得到一个N,使得n>N时,满足|(n^2-n+2)/(3n^2+2n-4)-1/3|<e即可——
通分|(n^2-n+2)/(3n^2+2n-4)-1/3|=|-(5n-10)/3(3n^2+2n-4)|;
我们发现,这个式子比较复杂,于是我们采用放缩法,将这个式子转化为一种比较简单的形式,因为我们只要能找到一个N就可以了,所以我们如果能找到一个比这个差大的值依然能得到N,满足不等式,都可以;
因为是分式,并且n的取值可以从1取到无限大,所以我们发现当n>2时,5n-10>0且3n^2+2n-4>0,所以,我们可以针对去掉绝对值符号的值(5n-10)/3(3n^2+2n-4)来考虑;
分式的放缩只要让分母变小,或者分子变大就可以得到一个新的式子,(5n-10)/3(3n^2+2n-4)<5n/9n^2=5/9n——只要n>2,不等式就成立;
要使|(n^2-n+2)/(3n^2+2n-4)-1/3|<5/9n<e,只要取n>N>5/9e,又由于在3中我们取了n>2,所以N取E(5/9e)+1与2之间的较大的数,即可。
我们此处引入常用符号max{a,b}——意思是,取a,b中的最大值;类似的min {a,b}——取a,b中的最小值;以上题为例取N={E(5/9e)+1,2}即可。
5.下面介绍一个重要的数列极限

这个极限极重要,这个结论在数学分析中会一再出现——要记住的哦!
求证a>1时,数列a^(1/n)的极限为1——看到a>1和幂的形式,自然会联想到伯努利不等式——这就是我们做题的时候要总结的所谓套路,都是套路!——
a>1,自然a^(1/n)>1,a^(1/n)-1>0;
可以写出a^(1/n)=1+m,m=a^(1/n)-1形式,则a=(1+m)^n;
由伯努利不等式:a=(1+m)^n>1+nm=1+n[a^(1/n)-1],即a^(1/n)-1<(a-1)/n;
我们要对任意小数e>0,找到一个N,使得|a^(1/n)-1|=a^(1/n)-1<(a-1)/n<e,即n>N>(a-1)/e,取N=E((a-1)/e)即可。
先说这五题,明天再继续聊后面几道题——与之后要学习的数项级数直接挂钩,所以滚瓜烂熟为好。
明天不见不散哦!