单调有界数列必有极限怎么证明如下:
在数学中,单调有界数列必有极限是一个非常基础的定理。它告诉我们,如果一个数列在数值上单调递增或减,并且有一个上限和一个下限,那么它必然有一个极限。
这个定理使用起来非常广泛,它可以用于证明一些重要的数学结论,比如连续函数的中间值定理和柯西收敛等。在本文中,我们将详细介绍单调有界数列必有极限的证明过程。首先,我们来定义一下什么是单调有界数列。
如果一个数列满足以下两个条件,那么它就是单调有界数列:
1.数列单调递增或单调递减;
2.数列有一个上界和一个下界。下面我们将证明:对于任意单调有界数列,它都有一个极限。
证明过程如下:
不妨设{“”}为有上界的递增数列,由确界原理,数列{“”}有上界,记a=sup{an}下面证明“就是{“”}的极限.事实上,任给ε>0,按上确界的定理,
存在数列{“”}中某一项ªN,使得a一ε<aN.又由{“”}的递增性,当n≥N时有a-ε<an≤an.另一方面,由于“是{“”}的一个上界,故对一切“”都有an≤a<a+ε.所以当n≥N时有a-ε<an<a+E,这就证得liman=an→∞同理可证有下界的递减数列必有极限,且其极限即为它的下确界通过以上对单调有界定理的证明。
对单调有界定理有了一定的认识与了解,单调有界定理在数学理论证明中应用很广,接下来我将应用单调有界定理来证明区间套定理、柯西收敛准则、致密性定理、有限覆盖定理及数列的敛散性.
扩展知识:
单调有界定理是极限理论中的一个重要定理,它在数学分析中常用于数列及函数的收敛性,并且单调有界定理与实数完备性也密切相关。
以上通过利用单调有界定理在实数完备性中的应用,即运用单调有界定理证明了实数完备性的几大定理;同时在数列的单调有界定理基础上,利用非负函数的单调性和积分性质,论证了非正常积分和正项级数可以互为比较对象,判断对方的敛散性,并推广应用之.|