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ε-N論法とは

N=⌈1ε⌉+1N=\left\lceil\frac{1}{\varepsilon}\right\rceil+1 としてもよいです。⌈x⌉\lceil x\rceil は xx 以上の最小の整数です。1ε\frac{1}{\varepsilon} 自体は自然数とは限りません。

収束しないことは

∀L∈R ∃ε>0 ∀N ∃n≥N,∣an−L∣≥ε\forall L\in\mathbb R\ \exists\varepsilon>0\ \forall N\ \exists n\ge N, \quad |a_n-L|\ge\varepsilon

と表せます。(−1)n(-1)^n は、どの LL に対しても1と−1-1の少なくとも一方が LL から1以上離れ、その値を取る項がいくら後にも現れるため収束しません。

QNを選ぶ★☆☆

1n<0.01\frac{1}{n}<0.01 をN以降で保証するNを一つ選んでください。

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n>100n>100 が必要です。

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N=101N=101 とすれば n≥101n\ge101 で 1n<0.01\frac{1}{n}<0.01 です。

Q一次式の分数★★☆

2n−1n+3→2\frac{2n-1}{n+3}\to2 を証明してください。

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極限との差は 7n+3\frac{7}{n+3} です。

ANS解答を見る

ε>0\varepsilon>0 に対し N>7εN>\frac{7}{\varepsilon} を選びます。n≥Nn\ge N なら ∣2n−1n+3−2∣=7n+3<7N<ε|\frac{2n-1}{n+3}-2|=\frac{7}{n+3}<\frac{7}{N}<\varepsilon です。

Q誤ったN★★★

N=n+1N=n+1 と選ぶ証明が不適切な理由を説明してください。

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量化記号の順序を見ます。

ANS解答を見る

Nはεを見て先に固定し、その後のすべてのnに通用する必要があります。Nを後から選ぶnに依存させると一つの後半全体を指定できません。