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如图,证明数列是柯西数列? 柯西准则证明数列发散

如图,证明数列是柯西数列?柯西准则证明数列发散

怎么证明一个数列是柯西数列??

数列{xn}有极限的充要条件是:对任意给定的ε>0,有一正整数N,当m,n>N时,有|xn-xm|<ε成立

将柯西收敛原理推广到函数极限中则有:

函数f(x)在无穷远处有极限的充要条件是:对任意给定的ε>0,有Z属于实数,当x,y>Z时,有|f(x)-f(y)|<ε成立

此外柯西收敛原理还可推广到广义积分是否收敛,数项级数是否收敛的判别中,有较大的适用范围。

证明举例:

证明:xn=1-1/2+1/3-1/4+......+ [(-1)^(n+1)]/n 有极限

证:对于任意的m,n属于正整数,m>n

|xn-xm|=| [(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m |

当m-n为奇数时 |xn-xm|=| [(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m |

<1/n(n+1)+1/(n+1)(n+2)+......+1/(m-1)m

=(1/n-1/m)→0

由柯西收敛原理得{xn}收敛

当m-n为偶数时 |xn-xm|=| [(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m |

<1/n(n+1)+1/(n+1)(n+2)+......+1/(m-2)(m-1)-1/m

=(1/n-1/(m-1)-1/m)→0

由柯西收敛原理得{xn}收敛

综上{xn}收敛,即{xn}存在极限

求证一数列是柯西数列

解:∵数列{x[n]},x[n+1]=1+1/(X[n]+1)

∴采用不动点法,设:y=1+1/(y+1),即:y^2=2

解得不动点是:y=±√2

∴(x[n+1]-√2)/(x[n+1]+√2)

={(x[n]+2)/(x[n]+1)-√2}/{(x[n]+2)/(x[n]+1)+√2}

={(x[n]+2)-√2(x[n]+1)}/{(x[n]+2)+√2(x[n]+1)}

={(1-√2)x[n]-(√2-2)}/{(1+√2)x[n]+(√2+2)}

={(1-√2)(x[n]-√2)}/{(1+√2)(x[n]+√2)}

={(1-√2)/(1+√2)}{(x[n]-√2)/(x[n]+√2)}

=(2√2-3){(x[n]-√2)/(x[n]+√2)}

∵x[1]=1

∴(x[1]-√2)/(x[1]+√2)=2√2-3

∴{(x[n]-√2)/(x[n]+√2)}是首项和公比均为2√2-3的等差数列

即:(x[n]-√2)/(x[n]+√2)=(2√2-3)(2√2-3)^(n-1)=(2√2-3)^n

x[n]-√2=x[n](2√2-3)^n+√2(2√2-3)^n

x[n][1-(2√2-3)^n]=√2[1+(2√2-3)^n]

∴{x[n]}的通项公式:x[n]=√2[1+(2√2-3)^n]/[1-(2√2-3)^n]

∵2√2-3=√8-√9

∴-1<2√2-3<0

∵当n趋于无穷大时,(2√2-3)^n趋于0

∴当n趋于无穷大时,x[n]趋于√2

这样根据极限的定义,有:对任意给定的ε>0,存在正整数N,当n,m>N时,有|x[n]-x[m]|<ε

这就完全符合柯西数列的定义

∴{x[n]}是一个柯西数列

【其实柯西收敛准则就指出:数列{x[n]}收敛的必要且充分条件是:{x[n]}是柯西数列。】

怎么证明一个数列是Cauchy列

一般来说证明一个数列是收敛的才用到证明它是柯西列,也就是没有别的方法证了才用这种方法,当然会不太好用。如何证明一个数列是柯西列,最简单的应该是证明这个数列收敛吧……一般情况下,数列的敛散性很容易证明的。难证明的情况只有具体情况具体分析了

如何证明cauchy数列是有界数列

由实数定理可知柯西数列收敛

因为收敛数列必有界

显然可得柯西数列有界