Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Матанализ.doc
Скачиваний:
687
Добавлен:
22.02.2015
Размер:
2.64 Mб
Скачать

Билет 10

Арифметические свойства сходящихся последовательностей.

  1. Свойство 1. Если последовательности и сходятся, то сходится последовательность и Доказательство. По свойству(Для того чтобы последовательность была сходящейся, необходимо и достаточно, чтобы существовали число и бесконечно малая последовательность такие, что для всех выполнялось равенство);0 по свойству(Сумма и разность бесконечно малых последовательностей есть бесконечно малая последовательность.)

  2. Свойство 2.Если последовательности и сходятся, то сходится последовательность и Доказательство.Пусть . Тогда и при . Поэтому В силу свойств бесконечно малых последовательностей

  3. Свойство 3.Если последовательности и сходятся к и соответственно, то последовательность сходится к Доказательство.Так как (пусть для определенности ), то посвойству (Если последовательность сходится к числу , то вся последовательность лежит вне окрестности нуля , начиная с некоторого номера.), начиная с некоторого номера . Поэтому определена последовательность и Рассмотрим для номеров цепочку равенств Так как — бмп, а последовательность ограничена, то - бмп, следовательно последовательность стремится к .

Теоремы о полноте R:

  1. Пусть an→a ; bn→b, тогда {an+bn} – сходится. lim (an+bn) = lim an + lim bn. Доказательство: По 3 свойству an=a+ αn, bn=b+βn. an+bn=a+αn+b+βn = (a+b)+(αnn). an+bn→αnn

  2. Пусть an→a ; bn→b, тогда {an*bn} – сходится. lim (an*bn) = lim an * lim bn.

  3. an→a, bn→b ≠ 0. Тогда {an/bn} – сходится, lim (an/bn) = a/b. Доказательство: По 3 свойству an = a+αn→0, bn = b+βn→0. |an/bn – a/b| = |anb-bna|/(b*bn) = |ab+bαn–ab–aβn|/(b*b/2) = (|bαn–aβn|*2)/b2→0

  4. ???

  5. , {an} – монотонна и ограничена, то. ,an↑ и ограничена сверхуM(Mпринадл.R), то:

    1. an↑a

    2. an≤a≤M, для любогоn

Билет 11

Теорема Кантора о вложенных отрезках.

Пусть задана система вложенных отрезков {Δn} = {[an, bn]}, n=1,2,… на , т. е. таких, что и длины отрезков an=bn-an→0 при n→+∞. Тогда существует, и притом единственная, точка, одновременно принадлежащая всем отрезкам{Δn}.

Доказательство.

Возьмем любое . Ясно, что для любого (из вложенности системы отрезков, см. рис.)

Рассмотрим последовательность левых концов отрезков системы . Она монотонно возрастает и ограничена сверху, например, числом . Тогда, поVсвойству действительных чисел, существует число (точка) такое, что и для любого . В частности, причто означает, что . Так какn было взято произвольным, то точкаc принадлежит всем отрезкам . Найденная точка единственная, так как, если существует и для любого , то для любогоn выполняются неравенства , что противоречит тому, что при .

Замечание 1. , т.е. последовательность левых концов отрезков , возрастая, стремится к точке , а последовательность правых концов отрезков , убывая, стремится к . Действительно,

Замечание 2.Во множестве рациональных чиселтакого свойства, вообще говоря, нет. Например, пусть , а . Ясно, что эта последовательность отрезков удовлетворяет условиям теоремы Кантора, но общая единственная точка — иррациональное число, следовательно, во множестве рациональных чисел общих точек у рассматриваемой системы отрезков нет, т. е.

Замечание 3.То, что в теореме Кантора речь идет о системе отрезков (а, например, не интервалов), существенно. Достаточно рассмотреть систему интервалов Ясно, что в