Использование понятия мгновенного центра скоростей Четырехпроводная звезда Теория электрических цепей
Математика Предел последовательности

Урок основ математики школьнику и студенту

Числовые последовательности

Предел последовательности

Если каждому натуральному числу n поставлено в соответствие некоторое вещественное число то говорят, что задана числовая последовательность Кратко она обозначается символом называют n -м членом последовательности . Совокупность этих чисел называют множеством значений последовательности.

Существует несколько способов задания числовых последовательностей.

  1. Последовательность может быть задана при помощи формулы, позволяющей вычислить каждый ее член по номеру (например, ).
  2. Часто последовательность задается при помощи рекуррентной формулы , позволяющей определить каждый член последовательности по одному или нескольким предыдущим; при этом необходимо задание одного или нескольких первых членов последовательности. К таковым относятся арифметическая и геометрическая прогрессии или, например, последовательность Фибоначчи , задаваемая формулой x n  + 2  =  x n  + 1  +  x n  при  n  > 0 и условиями x 1  = 1, x 2  = 1.
  3. Иногда последовательность задается описанием ее членов, например, последовательность, у которой x n равен n -му знаку после запятой в десятичной записи числа π = 3,14159265358979323..., задается следующим образом: x 1  = 1, x 2  = 4, x 3  = 1, x 4  = 5, x 5  = 9, x 6  = 2, x 7  = 6, x 8  = 5, x 9  = 3, x 10  = 5 и т. д.

Число a называется пределом последовательности { x n }, если для каждого ε > 0 существует такой номер N ε, что для всех n ≥ N ε выполняется неравенство | x n  –  a | < ε, т. е. При этом пишут, что или при n  → ∞. Кратко это определение можно записать так:

Интервал ( a  – ε;  a  + ε) называют ε-окрестностью точки a .

Рисунок 1.1.1.1. Проще говоря, число a называется пределом последовательности { x n }, если в любой ε-окрестности точки a лежат все члены последовательности { x n }, за исключением, может быть, конечного их числа. Отсюда легко заметить, что изменение конечного числа членов последовательности не влияет ни на факт существования предела, ни на величину последнего.

Так, если то Действительно, выбрав для произвольного ε > 0 получаем , так как . Здесь существенно, что N ε зависит от ε.

Для стабилизирующейся последовательности (т. е. последовательности { x n } такой, что x n  =  a при n  ≥  n 0 ) в качестве N ε для любого ε можно взять n 0.

Последовательность, у которой существует предел, называется сходящейся . Если никакое число не является пределом последовательности, то она называется расходящейся .

Можно показать, что числовая последовательность имеет только один предел. Аналитическая геометрия Типовые расчеты (курсовые задания) по математике

Последовательность называется возрастающей , если для любого выполняется неравенство x n  + 1  >  x n .

Последовательность называется убывающей , если для любого выполняется неравенство x n  + 1  <  x n .

Если в этих определениях неравенство будет нестрогим, то последовательности будут называться соответственно неубывающей и невозрастающей .

Возрастающие и убывающие последовательности называют строго монотонными . Неубывающие и невозрастающие последовательности называют монотонными .

Если каждому натуральному числу n поставлено в соответствие некоторое вещественное число то говорят, что задана числовая последовательность Свойства сходящихся последовательностей

Числовую последовательность { a n }, каждый член которой, начиная со второго, равен предыдущему, сложенному с одним и тем же числом d , называют арифметической прогрессией .

Числовую последовательность { b n }, первый член которой отличен от нуля, а каждый член, начиная со второго, равен предыдущему, умноженному на одно и то же число q  ≠ 0, называют геометрической прогрессией

Пример. Найти положительный корень уравнения , т.е. извлечь квадратный корень из . Можно написать ответ , но символ  не решает задачи, так как не даёт способа вычисления величины .

   Поступим следующим образом. Возьмём какое – либо начальное приближение  (например, ) и будем последовательно вычислять значения , , , . . .  с помощью формулы  

                                  ,

 получим:

    Начиная с , шесть цифр в дробной части не меняются, поэтому  с точностью .


Преобразование графиков функций