数列の極限とは
数列は自然数を添字とする数の並びで、一般項を と書きます。このサイトでは ですが、数列の初項を とするか1とするかは文脈で明記します。
数列の収束の定義
Section titled “数列の収束の定義”極限の性質と計算例
Section titled “極限の性質と計算例”∵証明
の両方へ収束すると仮定し、 とします。十分後の項は と の両方から 未満ですが、三角不等式から となり矛盾します。
∵証明
とします。誤差1以内に入る 以降では 。それ以前は有限個なので、その絶対値の最大値と の大きい方で全項を抑えられます。
収束列では和・差・積の極限をそれぞれ計算できます。商では分母の極限が0でないことが必要です。 かつ両端が同じ へ収束すれば です。これがはさみうちです。
単調で有界な実数列は収束します。この定理は実数の完備性に依存します。有界だけでは 、単調だけでは が反例です。
発散と無限大の注意
Section titled “発散と無限大の注意”Q有理式の極限★☆☆
の極限を求めてください。
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分子分母を で割ります。
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です。
Qはさみうち★★☆
の極限を求めてください。
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です。
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両端が0へ収束するので です。
Q反例★★★
「有界な数列は収束する」を反例で否定してください。
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二つの値を交互に取ります。
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は ですが、偶数項と奇数項が異なる値を取り続けるため収束しません。