如何用極限的定義來證明函式極限的四則運算?

時間 2021-05-06 00:27:10

1樓:

補乙個除法的詳細證明,加減乘隨便一搜都能找到很多,就不寫了

首先,設 , .

在已經證明了乘法法則的前提下,為了證明除法法則,我們只需證 (預設已經從 中去除了所以零項).

我們現在知道的只有 0\ \exists \ [n>N \Rightarrow |b_n-M|<\varepsilon ]" eeimg="1"/>,我們想證的是 0\ \exists \ [n>N \Rightarrow |\frac-\frac |<\varepsilon ]" eeimg="1"/>.

從已知條件出發沒什麼頭緒,那就看看目標.

進行化簡,可以得到 .

再繼續考慮,我們目前最大的困難在於, 是乙個變數,不太好找到乙個恰當的常數直接替換,那麼進行放縮.

乙個自然的想法是, 和常數 應該是具有某種大小關係的(我們暫時也找不到其他合適的常數).怎麼找呢?在已知條件中令 ,之後由三角不等式( )進行化簡,可以得到 ,繼續帶入,得到 .

為了讓這個式子等於 ,在已知條件中取 ,再帶回即證.(這一步和乘法的證明類似)

思路來自小平邦彥的微積分入門(實際上是本數分)

2樓:甲基苯炳氨

數列極限四則運算法則的證明

設limAn=A,limBn=B,則有

法則1:lim(An+Bn)=A+B

法則2:lim(An-Bn)=A-B

法則3:lim(An·Bn)=AB

法則4:lim(An/Bn)=A/B.

法則5:lim(An的k次方)=A的k次方(k是正整數)

(n→+∞的符號就先省略了,反正都知道怎麼回事.)

首先必須知道極限的定義:

如果數列和常數A有以下關係:對於ε>0(不論它多麼小),總存在正數N,使得對於滿足n>N的一切Xn,不等式|Xn-A|<ε都成立,

則稱常數A是數列的極限,記作limXn=A.

根據這個定義,首先容易證明: 引理1:limC=C. (即常數列的極限等於其本身)

∵limAn=A, ∴對任意正數ε,存在正整數N,使n>N時恒有|An-A|<ε.①(極限定義)

同理對同一正數ε,存在正整數N,使n>N時恒有|Bn-B|<ε.②

設N=max,由上可知當n>N時①②兩式全都成立.

此時|(An+Bn)-(A+B)|=|An-A)+(Bn-B)|≤|An-A|+|Bn-B|<ε+ε=2ε.

由於ε是任意正數,所以2ε也是任意正數.

即:對任意正數2ε,存在正整數N,使n>N時恒有|(An+Bn)-(A+B)|<2ε.

由極限定義可知,lim(An+Bn)=A+B.

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