试用聚点定理证明柯西收敛准则。请帮忙给出正确答案和分析 谢谢!

大学本科 已帮助: 时间:2024-11-17 12:41:26

试用聚点定理证明柯西收敛准则。
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!

难度:⭐⭐⭐

题库:大学本科,理学,数学类

标签:定理,正确答案,请帮忙

参考解答

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463***102

2024-11-17 12:41:26

正确答案:柯西收敛准则:数列{αn收敛的充要条件是任给ε>0存在N∈N+任意nm≥N有|αnm|<ε(称为柯西条件)。 充分性:若{xn收敛设收敛点为A则由极限定义任给ε>0存在N∈N+当n>N时|αn-A|<ε/2于是当nm>N时|αmn|≤|αm-A|+|αn-A|<ε/2+ε/2=ε柯西条件成立。 必要性:设数列{αn)满足:任给ε>0存在N∈N+任意mn≥N有|αnm|<ε要证{αn收敛。 取ε=1存在N1∈N+任意n≥N1有|αn-αN1|<1=>|αN1|+1n=N1+1N1+2…由此易知{αn)有界。(N1前面的有限项显然有界)按致密性定理(作为聚点定理的直接推论)存在收敛子列{αnk)设其极限为α任意ε>0存在N∈N+任意nk≥N(此时nk≥k≥N)有|αnnk|<ε即αnk-ε<αn<αnk+ε。在上式中令k→∞由数列极限的保不等式性有α-ε≤αn≤α+ε。这就证明了数列{αn收敛。
柯西收敛准则:数列{αn收敛的充要条件是任给ε>0,存在N∈N+,任意n,m≥N有|αn-αm|<ε(称为柯西条件)。充分性:若{xn收敛,设收敛点为A,则由极限定义,任给ε>0,存在N∈N+,当n>N时,|αn-A|<ε/2,于是,当n,m>N时,|αm-αn|≤|αm-A|+|αn-A|<ε/2+ε/2=ε,柯西条件成立。必要性:设数列{αn)满足:任给ε>0,存在N∈N+,任意m,n≥N,有|αn-αm|<ε,要证{αn收敛。取ε=1,存在N1∈N+,任意n≥N1,有|αn-αN1|<1=>|αN1|+1,n=N1+1,N1+2,…由此易知{αn)有界。(N1前面的有限项显然有界),按致密性定理(作为聚点定理的直接推论),存在收敛子列{αnk),设其极限为α,任意ε>0,存在N∈N+,任意,n,k≥N(此时nk≥k≥N),有|αn-αnk|<ε,即αnk-ε<αn<αnk+ε。在上式中令k→∞,由数列极限的保不等式性有α-ε≤αn≤α+ε。这就证明了数列{αn收敛。

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