设 {Xn} 为实数列,a 为定数.若对任给的正数 ε,总存在正整数N,使得当 n>N 时有∣Xn-a∣<ε 则称数列{Xn} 收敛于a,定数 a 称为数列 {Xn} 的极限,并记作,或Xn→a(n→∞)
读作"当 n 趋于无穷大时,{Xn} 的极限等于 或 趋于 a".
若数列 {Xn} 没有极限,则称 {Xn} 不收敛,或称 {Xn} 为发散数列.
该定义常称为数列极限的 ε-N定义.
对于收敛数列有以下两个基本性质,即收敛数列的唯一性和有界性。
定理1:如果数列{Xn}收敛,则其极限是唯一的。
定理2:如果数列{Xn}收敛,则其一定是有界的。即对于一切n(n=1,2……),总可以找到一个正数M,使|Xn|≤M。
数列极限的运算法则如下:
前提条件:
各数列均有极限;
相加减时必须是有限个数列才能用法则。
极限的三大性质:
极限的唯一性、极限的有界性、极限的保序性。
极限的定义(描述性的):
如果当项数n无限增大时,无穷数列的项an无限地趋近于某个常数a(即 无限地接近于0),a叫数列的极限,可记做当n→+∞时,an→a。
an无限接近于a的方式有三种:
递增的数列,an无限接近于a,即an是在常数a的左边无限地趋近于a;
递减数列,an无限地趋近于a,即an是在常数a的右边无限地趋近于a;
摆动数列,an无限地趋近于a,即an是在无限摆动的过程中无限地趋近于a。
严格定义:
即ε-N定义:对于任何正数ε(不论它多么小),总存在某正数N,使得当n>N时,一切an都满足 ,a叫数列的极限。
“ xn 以 a 为极限”的几何解释:
将常数a及数列各项x1,x2,...,xn,...在数轴上找出相应的点,再在数轴上作开区间(aε,a+ε)。
当 n>N 时,满足 |xn−a|<ε ,亦即满足 a−ε<xn<a+ε 。也就是说从 N+1 开始,以后无穷多项都落在开区间 (a−ε,a+ε)内。