冷月虐哭數一之高等數學(1)-遞歸數列極限的求法和證明

前言

高等數學是理工科考研都需要考的科目之一,不管是數一、數二、數三都是考綱中的內容。而極限又是高數中的基礎,是微分學的基礎。所以,我們一定要打好基礎,才能在考試中拿到高分。冷月總結了遞歸數列極限的求法和證明,希望能夠幫助到各位小夥伴。本文爲李正元數一全書爲參考。

方法論

如果有一個數列極限an滿an+1=f(an)(n=1,2,3,4,5,6) a_n 滿足遞歸方程a_{n+1} = f(a_n)(n=1,2,3,4,5,6),其中f是一個已知的一元連續函數,則稱數列{an}爲遞歸函數。

由遞歸的定義可以知,由a1可以求出a2,由a2可以求出a3,由a3可以求出a4,依次類推可以求出an。

一般,常考體型會給出第一項,也就是a1,然後給出遞歸表達式,然後讓我們求出n ->無窮,an的極限。

下面,冷月給出兩個方法:

1.先證明遞歸數列{an}收斂(常用單調有界數列必有極限),然後設lim n->無窮 Xn = A,再對遞歸方程an+1 = f(an)取極限A=f(A),最後解出極限即可。

2.先設lim n->無窮 Xn = A,對遞歸方程an+1 = f(an)取極限A=f(A)解出A,再用適當方法證明lim n->無窮 = A(一般用極限的定義)。

注意:
我們在討論數列的單調性時,可以利用遞歸函數f(x)的單調性來判斷。因爲,an+1=f(an) a_{n+1} = f(a_n)若an屬於區間I,若f(x)在區間I中單調遞增,且a2>a1(a2<a1),那麼數列{an}單增(單減);若f(x)在區間I中單調遞減,數列{an}不具有單調性。

例題

1.遞歸數列極限的求法和證明
第一題對應方法論中的一,題目中給出了a1的範圍和遞推推導式,那麼只需要先證明數列有界,利用推導式的單調性判斷出數列單調即可證明數列{an}單調有界,那麼它必有極限。再設lim an = A (n->無窮),聯立推導式即可解出A。這道題屬於常規的題。

遞歸數列極限的求法和證明
第一題對應方法論中的二,題目中給出了a1的範圍和遞推推導式,但是推導式單調遞減,那麼數列不具備單調性。但是非單調的數列也可以存在極限。我們不能一棍子打死。我們可以先設lim an = A (n->無窮),聯立推導式即可解出A。右題可以見A是存在的,但是我們只是假設,一定要驗證。這裏使用數列極限的定義來證明,不懂的小夥伴可以加關注冷月的其他博文,有詳細講解。學長冷月的博客

總結

這類題,數一、數二很喜歡考,但是很多的小夥伴都弄不清楚。大家可以先把上面的兩道題搞清楚,在找一些類似的題做一下,相信一定可以拿下這類題的。冷月每天都會分享一些知識點,包括數學,專業課408.大家可以關注冷月的博客和冷月一起刷題一起上岸。學長冷月的博客

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