1 问:有界数列是否一定收敛?无界数列是否一定发散?
答:有界数列不一定是收敛数列,例如,摆动数列
是有界的,因对一切n,有,但它是发散的;而数列
也是有界的,因对一切n,有,但数列是收敛的,有
。
无界数列一定是发散的,因为如果它是收敛的,根据收敛数列是有界的,得出数列有界的结论。
2问什么叫数列的上有界(有上界),下有界(有下界)?它们和数列有界有何关系?
其中M是与n无关的常数,称数
[答]如果数列{ }满足:对一切的n,有
}上有界(有上界),并称M是它的一个上界;如果数列{}满足:对一
,其中m是与n无关的常数,称数列{}下有界(有下界),
切的n,有
并称m是它的一个下界。数列上有界,下有界与数列有界的关系是:数列有
界的充分必要条件是数列,即上有界又下有界。证明如下:
充分性证明,设数列{ }上有界且下有界,则存在常数m和M,使对一切的n有
,那么且对一切的n,有
取 =
,
即所以数列{ }有界。
必要性证明:设数列{ }有界,则对一切的n,存在正常数,有
或,
取m=,M=,则对一切的n,有
同时成立,故数列{ }上有界且下有界。
3问为什么“单调递增上有界数列一定有极限”,“单调递减下有界数列一定有极限”?
答:因为单调递增数列的第一项就是它的一个下界,因此数列有上界,则该数列有界,因而收敛。当数列 { }单调递减,那么它的第一项就是它的一个上界,因此有下界,则该数列有界,因而收敛。