柯西准则及其应用 摘 要：柯西准则是实数完备性六大定理之一，它是极限论的基础．它的应用贯穿于数学分析课程学习始终．一般地，数学分析课程教材在讨论柯西准则时都只就0x x →一种情形来讨论，本文将补给并详细证明其它五种情形函数极限的柯西准则，同时探讨总结柯西准则在极限、级数、积分等方面的灵活应用． 关键词：柯西准则；应用；极限存在；优越性 引言：柯西准则是实数完备性六大定理之一，它是极限论的基础．它的应用非常广泛，贯穿于数学分析课程学习始终．一般地，数学分析课程教材在讨论柯西准则时都只就0x x →一种情形来讨论，即 设函数()f x 在00(;)U x δ'内有定义，0 0()lim x x f x →存在的充要条件是：任给0ε>，存在正数 δ(<δ')，使得对任何x '，x ''∈00(;)U x δ，都有()()f x f x '''-<ε． 事实上，当0x x +→，0x x - →，x →+∞，x →-∞，x →∞五种情形函数极限存在的柯西 准则可以类比，它们的应用也非常广泛．本文将详细叙述并证明其它五种情形函数极限的柯西准则，同时探讨总结柯西准则在极限、级数、积分等方面的灵活应用，充分展示其在解决上述几个方面问题的优越性和博大精深之处． 1 柯西准则的其它五种形式 定理1.1 设函数f 在00(;)U x δ+'内有定义．0 0()lim x x f x + →存在的充要条件是：任给0ε>，存 在正数()δδ'<，使得对任何x '，x ''∈00(;)U x δ+，均有()()f x f x '''-<ε． 证 必要性 设0 ()lim x x f x A + →=，则对任给的ε>0，存在正数δ(<δ')，使得对 00(;)x U x δ+?∈， 有()2 f x A ε -<．于是对00(;)x x U x δ+'''?∈，，有 充分性 设数列{}00(;)n x U x δ+?且0lim n n x x →∞ =，按假设，对任给的ε>0，存在正数δ(<δ')，使得对任何x '，x ''∈00(;)U x δ+，有()()f x f x ε'''-<． 由于0()n x x n →→∞，对上述的δ>0，存在N >0，使得当n m ，>N 时有00(;)n m x x U x δ+∈， 从而有 ()()n m f x f x ε-<． 于是，按数列极限的柯西收敛准则，数列{}()n f x 的极限存在，记为A ，即()lim n n f x A →∞ =．
柯西极限存在准则 柯西极限存在准则又叫柯西收敛原理，给出了数列收敛的充分必要条件。数列{Xn}收敛的充分必要条件是：对于任意给定的正数ε，存在着这样的正整数N，使得当m>N,n>N时就有|Xn-Xm|<ε这个准则的几何意义表示，数列{Xn}收敛的充分必要条件是：对于任意给定的正数ε，在数轴上一切具有足够大号码的点Xn中，任意两点间的距离小于ε . 充分性证明： (1)、首先证明Cauchy列有界 取ε=1,根据Cauchy列定义，存在自然数N，对一切n>N，有 Ia(n)-a(N+1)I<1。 令M=max{|a(1)|,|a(2)|，…，|a(N)|，|a(N+1)|+1} 则对一切n，成立|a(n)|≤M。 所以Cauchy列有界。 （2)、其次在证明收敛 因为Cauchy列有界，所以根据Bolzano-Weierstrass定理（有界数列有收敛子列）存在一个子列aj(n)以 A为极限。那么下面就是要证明这个极限A也就是是Cauchy列的极限。（注意这种证明方法是实数中常用 的方法：先取点性质，然后根据实数稠密性，考虑点领域的性质，然后就可以证明整个实数域的性质了） 因为Cauchy列{a(n)}的定义，对于任意的ε>0，都存在N,使得m、n>N时有 |a(m)-a(n)|<ε/2 取子列{aj(n)}中一个j(k),其中k>N,使得 |aj(k)-A|<ε/2 因为j(k)>=k>N,所以凡是n>N时，我们有 |a(n)-A|<=|a(n)-aj(k)|+|aj(k)-A|<ε/2+ε/2=ε 这样就证明了Cauchy列收敛于A. 即得结果：Cauchy列收敛
第七章实数的完备性 §1.Cauchy 收敛准则及迭代数列极限 一引言 问题 极限{}n x 收敛、发散是什么意思？答如果存在数a ，使得lim n n x a →∞=，则称数列{}n x 收敛；反之称为发散。 问题上述关于数列“收敛性”的定义有何缺陷？ 答涉及数a ，这在理论上不够完美。 问题 能否不涉及数a ，仅根据{}n x 本身的特性判断{}n x 的收敛性？答可以，如前面已学过的“单调有界定理”，“两边夹法则”，“Stolz 定理”等。 问题 上述方法只是数列{}n x 收敛的“充分条件”，有无“充要条件”？答有，Cauchy 收敛准则――它是具有重要原则意义的敛散性充要判别法则，它揭示了实数的完备性。 二、基本数列（引进此概念仅为叙述方便） 不严格的讲，如果lim n n x a →∞ =?n 充分大时，n x a ≈?当n ，m 充分大时，0n m x x a a -≈-=，即从第m 个起，数列{}n x 的任意两项差别可以任意小。严格的讲，有以下定义： 定义1对每个ε>0，都能找到一个自然数N ，对一切n ，m ≥N ，成立不等式n m x x ε-<，则称{}n x 为 （cauchy ）基本数列，记作,lim ()0n m n m x x →∞-=。 简写：{}n x 是收敛数列?,lim ()0n m n m x x →∞ -=?0,,,N n m N ε?>??≥，n m x x ε-<。例1若{}n x 收敛，则{}n x 必是基本数列例2{}(1)n -不是基本数列例31n n +?????? 是基本数列。三、Cauchy 收敛准则 {}n x 收敛?{}n x 是基本数列 四、实数系的完备性 实数所组成的基本数列{}n x 比存在实数极限――实数系完备性；有理数域不具有完备性，如1(1)n n ??+??? ?：1lim(1)n n e n →∞+=（无理数）。五、函数极限的Cauchy 收敛准则 设f 在点a 某个去心邻域有定义，则极限lim ()x a f x →存在且为有限?lim[()()]0x a x a f x f x '→''→'''-=0ε??>，
数学学习计划（基础阶段） 高等数学01 第一单元学习计划——函数极限连续 计划对应教材：高等数学上册同济大学数学系编高等教育出版社第六版 本单元中我们应当学习—— 1.函数的概念及表示方法； 2.函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性； 3.复合函数、分段函数、反函数及隐函数的概念； 4.基本初等函数的性质及其图形； 5.极限及左右极限的概念，极限存在与左右极限之间的关系； 6.极限的性质及四则运算法则； 7.极限存在的两个准则，会利用其求极限；两个重要极限求极限的方法； 8.无穷小量、无穷大量的概念，无穷小量的比较方法，利用等价无穷小求极限； 9.函数连续性的概念，左、右连续的概念，判断函数间断点的类型； 10.连续函数的性质和初等函数的连续性，闭区间上连续函数的性质（有界性、最大值和最小值定理、介值定理），会用这些性质.
第一单元学习计划调整任务
第二单元学习计划——一元函数微分学 计划对应教材：高等数学上册同济大学数学系编高等教育出版社第六版 本单元中我们应当学习—— 1.导数和微分的概念、关系，导数的几何意义、物理意义，会求平面曲线的切线方程和法线方程，函数的可导性与连续性之间的关系； 2.导数和微分的四则运算法则，复合函数的求导法则，基本初等函数的导数公式，一阶微分形式的不变性； 3.高阶导数的概念，会求简单函数的高阶导数； 4.会求以下函数的导数：分段函数、隐函数、由参数方程所确定的函数、反函数； 5.罗尔(Rolle)定理、拉格朗日(Lagrange)中值定理、泰勒(Taylor)定理、柯西(Cauchy)中值定理，会用这四个定理证明； 6.会用洛必达法则求未定式的极限； 7.函数极值的概念，用导数判断函数的单调性，用导数求函数的极值，会求函数的最大值和最小值； 8.会用导数判断函数图形的凹凸性，会求函数图形的拐点，会求函数的水平、铅直和斜渐近线；
Cauchy 收敛原理 “单调有界数列必有极限。”与“夹逼定理：设有三个数列{}{}{}n n n z y x ,,满足n n n z y x ≤≤，且c z x n n n n ==∞ →∞ →lim lim ，则c y n n =∞ →lim 。 ”给出了数列收敛的充分条件而不是必要条件，经过许多数学家的努力，终于由法国数学家Cauchy 获得了完善的结论——Cauchy 收敛原理，它从数列本身找到了能够判断数列收敛性的充分必要条件。 定理5 （Cauchy 收敛原理）数列{}n a 收敛的充分必要条件是：对任意的0>ε，都存在正整数N ，当N n m >,时，有 ε<-m n a a 证明 必要性： 设a a n n =∞ →lim ，则对0>?ε，存在正整数N ，当N l >时，有 3 ε <-a a l 从而当N n m >,时，有 εε ε <+ <-+-≤-+-=-3 3 m n m n m n a a a a a a a a a a 必要性得证。 充分性 先证明数列{}n a 有界。取1=ε，由题设，必存在正整数0N ，当1,00+=>N m N n 时，有 110<-+N n a a 因而当0N n >时，有 11111000001++++++<+-≤+-=N N N n N N n n a a a a a a a a 当令{ } ,1,,,1100+=+N N a a a M ()( ) ,2,1=≤n M a n ，数列{}n a 有界。由致密性定理，数列{}n a 存在收敛的子列{} l n a ，设()∞→→l a a l n ，即对0>?ε，存在正整数L ， 当L l >时，有 3 ε < -a a l n
柯西收敛准则的不同证法方法一:用定理2证明柯西收敛准则 证明：必要性:易知，当{ a n }有极限时(设极限为a)，{ a n }一定是一个柯 西数列。因为对任意的ε>0，总存在N(N为正整数)。使得当n ，m>N时，有| a n -a|< ε， | a m -a|<ε ∴| a n - a m |≤| a n -a|+| a m -a|<ε，即{ a n }是一个柯西数列。 充分性:先证明柯西数列{ a n }是有界的。不妨取ε=1，因{ a n }是柯西数 列，所以存在某个正整数N 0，当n > N 时有| a n –a No+1 |<1，亦即当n ，N> N 时| a n |≤| a No+1 |+1即{ a n }有界。不妨设{ a n }?[a ，b]，即a≤a n≤b，我们 可用如下方法取得{ a n }的一个单调子列{ a nk }： (1)取{ a nk }?{ a n }使[a，a nk ]或[a nk，b]中含有无穷多的{ a n }的项； (2)在[a，a nk ]或[a nk ，b]中取得a nk+1∈ { a n }且满足条件(1)并使nk+1>nk； (3)取项时方向一致，即要么由a→b要么由b→a。 由数列{ a n }的性质可知以下三点可以做到，这样取出一个数列{ a nk }?{ a n} 且{ a nk }是一个单调有界数列，必有极限设为a，下面我们证明{ a n }收敛于a。 因为lim n→∞a nk =a,则对ε>0，正整数K，当k >K时| a nk -a|< 2 ε 。另一方面由于 { a nk }是柯西数列，所以存在正整数N，使得当n ，m>N时有| a n – a m |< 2 ε ， 取n 0=max(k+1，N+1)，有n 0≥n N+1>N以及 > k+1 >k。所以当n >N时| a n-a|≤| a n – a m |+| a m -a|<ε。 ∴{ a n }收敛于a。 方法二:用定理3证明柯西收敛准证 证明：必要性显然。下证充分性。 设{x n }是柯西数列，即对任意的ε>0，存在N >0，使得当n ， m > N时， 有| x n – x m | <ε (1) 令y n =sup{ x n+p | p =1，2，…} z n =inf { x n+p | p =1，2，…} 显然，y n 是单调递减数列，z n 是单调递增数列。取M =max{ x 1 ，x 2 ，…，
分析中的柯西准则 【摘要】本文主要论述了数列的柯西收敛准则，函数极限存在的柯西准则，级数收敛的柯西准则，函数列一致收敛的柯西准则，函数项级数一致收敛的柯西准则，平面点列的柯西准则，含参量反常积分一致收敛的柯西准则的应用并进行了总结和证明，并通过大量的例题体现了它们的地位和作用.柯西收敛准则是证明收敛与发散的基本方法，并且通过此种方法还推出了很多简单的方法，由此可见柯西准则的重要地位，此种方法的优越性也是显而易见的，就是通过本身的特征来判断是否收敛，这就给证明带来了方便，本文将这几种准则作了以下总结，并且探讨了它们之间的一些关系. 【关键词】柯西准则，收敛，一致收敛 Some Canchy criteria in the Mathematical Analysis 【Abstract】This passeage discusses the sequence of cauchy criterion function limit, the convergence of cauchy criterion, the convergence of the series, the function of cauchy criterion listed uniform convergence of cauchy criterion function series, uniform convergence of cauchy criterion, plane of cauchy criterion, some abnormal integral parameter uniform convergence of cauchy criterion and summarized and proof, and through a lot of sample reflected their status and role. Cauchy convergence criteria is proved the convergence and spread the basic method and through this method also launched many simple method, thus the important position of cauchy criterion, this kind of method is obvious superiority of the characteristics of itself, through to judge whether to prove the convergence, and this will bring convenience to the standards for the following summary, and probes into some of the relationship between them. 【Key words】cauchy criterion, convergence, uniform convergence
数学分析第十三章函数列与函数项级数 函数列的一致收敛性 柯西准则 第二讲
数学分析第十三章函数列与函数项级数 定义1{ ,}n f f D 设函数列与函数定义在同数集上一,x D ∈对一切都有 |()()|n f x f x ε-<， {}n f D f 则称函数列在上一致收敛于,记作 →→()()(),. n f x f x n x D →∞∈由定义看到, 一致收敛就是对D 上任何一点, 于极限函数的速度是“一致”的. 函数列趋若对,,N ε任给的正数总存在某一正整数使当n N 时，>这种一致性体现为：函数列的一致收敛性
数学分析第十三章函数列与函数项级数 例2 中的函数列sin nx n ?????? 是一致收敛的,,x ε正数不论(,)-∞+∞因为对任意给定的取上什么值， N ε1只要取=,n N 当时恒有> 数学分析第十三章函数列与函数项级数 在D 上不一致收敛于f 的正面陈述是: {}n f 函数列存在某正数0,ε对任何正数N , 必定存在0x D ∈和00x n 与的取值与N 有关), ( 注意: >0n N 正整数使得0000 ()().n f x f x ε-≥{}(0,1)0.n x 在上不可能一致收敛于由例1 知道, 下面来证明这个结论. 事实上, 若取01,2,2N ε对任何正整数=≥10011(0,1),N n N x N 取正整数及??==-∈ ???就有001101.2 n x N -=-≥ 第一章函数与极限（考研必考章节，其中求极限是本章最重 要的内容，要掌握求极限的集中方法） 第一节映射与函数（一般章节） 一、集合（不用看）二、映射（不用看)三、函数(了解） 注：P1--5 集合部分只需简单了解 P5--7不用看 P7--17 重点看一下函数的四大性态：单调、奇偶、周期、有界 P17--20 不用看 P21 习题1.1 1、2、3大题均不用做 4大题只需做（3）（5）（7）（8） 5--9 均做 10大题只需做（4）（5）（6） 11大题只需做（3）（4）（5） 12大题只需做（2）（4）（6） 13做14不用做15、16重点做 17--20应用题均不用做 第二节数列的极限（一般章节本章用极限定义证的题目考纲不作要求，可不看） 一、数列极限的定义（了解）二、收敛极限的性质（了解） P26--28 例1、2、3均不用证 p28--29 定理1、2、3的证明不用自己证但要会理解 P30 定理4不用看 P30--31 习题1-2 1大题只需做（4）（6）（8） 2--6均不用做 第三节（一般章节）（标题不再写了对应同济六版教材标题） 一、（了解）二、（了解） P33--34 例1、2、3、4、5只需大概了解即可 P35 例6 要会做例7 不用做 P36--37 定理2、3证明不用看定理3’4”完全不用看 p37习题1--3 1--4 均做5--12 均不用做 第四节（重要） 一、无穷小（重要）二、无穷大（了解） p40 例2不用做 p41 定理2不用证 p42习题1--4 1做 2--5 不全做 6 做 7--8 不用做 第五节(注意运算法则的前提条件是各自存在) p43 定理1、2的证明要理解 p44推论1、2、3的证明不用看 p48 定理6的证明不用看 p49 习题1--5 1题只需做(3)(6)(7)(8)(10)(11)(13)(14) 2、3要做4、5重点做6不做 第六节极限存在准则(重要) 两个重要极限(重要两个重要极限要会证明 p50 准则1的证明要理解 p51 重要极限一定要会独立证明(经典重要极限) p53另一个重要极限的证明可以不用看 p55--56柯西极限存在准则不用看 p56习题1--7 1大题只做(1)(4)(6) 2全做3不用做4全做，其中(2)(3)(5)重点做 第七节(重要） p58--59 定理1、2的证明要理解 p59 习题1--7 全做 第八节（基本必考小题） p60--64 要重点看第八节基本必出考题 p64 习题1--8 1、2、3、4、5要做其中4、5要重点做 6--8不用做 第十讲、柯西收敛准则 定理10.1 . （柯西收敛准则）数列{x n}极限存在的充要条件是:对于 ?>存在正数N , 使当n >N 时, 对于一切p∈+有| | εx x ε0 +?< n p n 注记10.1. （I）柯西准则的意义是：数列{x n}是否有极限可以根据其一 般项的特性得出，而不必事先知晓其极限的具体值(见下面的例子10.2）。（II）定理10.1 的逆否命题为： （柯西收敛准则）数列{x n}极限不存在的充要条件是: ?ε0 > 0，使得对 ?∈, 均存在n >N 时, 存在p∈，使得 N | | + +?≥ + x x ε n p n 0 例子10.1 设x n sin 2n =，试用柯西收敛准则证明该数列极限存在。 n 证明：注意到 sin 2(n p) sin 2n sin 2(n p) sin 2n ++ |x x |= ??≤ + n+p n ++ n p n n p n 1 1 2 ≤+≤ n p n n + 2 ∈有于是，对?ε> 0，取正数ε, 则当n >N 时, 对于一切p N= + 2 sin 2n n p n n +?≤<。故由定理10.1 柯西收敛准则可知 ε n n 证毕。 例子10.2.设x n 1 1 1 =++++，证明数列{ } 1 x 收敛。 2 3 n 2 2 2 n 证明：注意到 1 1 1 |x x |= n p n +?+++ +++ 2 2 2 (n 1) (n 2) (n p) 1 1 1 ≤+++ n(n 1) (n 1)(n 2) (n p 1)(n p) ++++?+ 1 1 1 1 1 1 =?+++?++++??+ n n 1 n 1 n 2 n p 1 n p 1 1 1 =?< n n p n + 1 于是，对?ε> 0，取正数ε, 则当n >N 时, 对于一切p N= 1 |x x | n p n +?≤<ε。故由定理10.1 柯西收敛准则可知 n ++++ 1 1 1 存在。 lim 1 n→∞n 2 3 2 2 2 ∈有 + 2014届高联高级钻石卡基础阶段学习计划 《高等数学》上册（一----七） 第一单元、函数极限连续 使用教材：同济大学数学系编；《高等数学》；高等教育出版社；第六版； 同济大学数学系编；《高等数学习题全解指南》；高等教育出版社；第六版；核心掌握知识点： 1.函数的概念及表示方法； 2.函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性； 3.复合函数、分段函数、反函数及隐函数的概念； 4.基本初等函数的性质及其图形； 5.极限及左右极限的概念，极限存在与左右极限之间的关系； 6.极限的性质及四则运算法则； 7.极限存在的两个准则，会利用其求极限；两个重要极限求极限的方法； 8.无穷小量、无穷大量的概念，无穷小量的比较方法，利用等价无穷小求极限； 9.函数连续性的概念，左、右连续的概念，判断函数间断点的类型； 10.连续函数的性质和初等函数的连续性，闭区间上连续函数的性质（有界性、最大值和最 小值定理、介值定理），会用这些性质. 天数学 习 时 间 学 习 章 节 学习知识点 习 题 章 节 必做题目 巩固习题 （选做） 备注 第一天2 h 第 1 章 第 1 节 映 射 与 函 数 函数的概念 函数的有界性、单调性、 周期性和奇偶性 复合函数、反函数、分段 函数和隐函数 初等函数具体概念和形 式，函数关系的建立 习 题 1 － 1 4(3) (6) (8),5(3)★, 9(2),15(4) ★,17★ 4(4)(7),5(1), 7(2),15(1) 本节有两部分内容 考研不要求，不必 学习： 1. “二、映射”； 2. 本节最后—— 双曲函数和反双曲 函数 第二天3 h 1 章 第 2 节 数 列 的 极 限 数列极限的定义 数列极限的性质(唯一 性、有界性、保号性) 习 题 1 － 2 1(2) (5) (8) ★ 3(1) 1. 大家要理解数 列极限的定义中各 个符号的含义与数 列极限的几何意 义； 2. 对于用数列极 限的定义证明，看 懂即可。 第 1 章 第 3 节 函 数 的 极 限 函数极限的概念 函数的左极限、右极限与 极限的存在性 函数极限的基本性质（唯 一性、局部有界性、局部 保号性、不等式性质，函 数极限与数列极限的关 系等） 习 题 1 － 3 2,4★3, 1. 大家要理解函 数极限的定义中各 个符号的含义与函 数极限的几何意 义； 2. 对于用函数极 限的定义证明，看 懂即可。 第三天3 h 第 1 章 第 4 节 无 穷 小 与 无 穷 大 无穷小与无穷大的定义 无穷小与无穷大之间的 关系 习 题 1 － 4 4,6★1,5 大家要搞清楚无穷 大与无界的关系 高数课本同济六版 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 第一章函数与极限（考研必考章节，其中求极限是本章最重第二章要的内容，要掌握求极限的集中方法） 第三章 第四章第一节映射与函数（一般章节）第五章一、集合（不用看）二、映射（不用看)三、函数(了解）第六章注：P1--5集合部分只需简单了解第七章 P5--7不用看第八章 P7--17 重点看一下函数的四大性态：单调、奇偶、周期、有界第九章 P17--20不用看第十章 P21习题1. 1 第十一章 1、2、3大题均不用做第十二章 4大题只需做（3）（5）（7）（8）第十三章 5--9均做第十四章 10大题只需做（4）（5）（6）第十五章 11大题只需做（3）（4）（5）第十六章 12大题只需做（2）（4）（6）第十七章 13做14不用做15、16重点做第十八章17--20应用题均不用做第二节数列的极限（一般章节本章用极限定义证的题目考纲不作要求，可不看） 一、数列极限的定义（了解）二、收敛极限的性质（了解） 二、P26--28 例1、2、3均不用证 三、p28--29 定理1、2、3的证明不用自己证但要会理解 四、P30 定理4不用看 五、P30--31 习题1-2 六、1大题只需做（4）（6）（8） 七、2--6均不用做 第三节（一般章节）（标题不再写了对应同济六版教材标题） 一、（了解）二、（了解） 二、P33--34 例1、2、3、4、5只需大概了解即可 三、P35 例6 要会做例7 不用做 四、P36--37 定理2、3证明不用看定理3’ 4” 完全不用看五、 六、p37习题1--3 七、1--4 均做 5--12 均不用做 第四节（重要） 第五节 第六节一、无穷小（重要）二、无穷大（了解） 第七节 第八节 p40 例2不用做 p41 定理2不用证 第九节 p42习题1--4 第十节 《高等数学》考研同济大学考研复习笔记和考研真题第1章函数与极限 1.1 复习笔记 一、映射与函数 1函数 （1）函数的性质（见表1-1） 表1-1 函数的性质 （2）反函数与复合函数 ①反函数的特点 a．函数f和反函数f－1的单调性一致。 b．f的图像和f－1的图像关于直线y＝x对称。 ②复合函数 g与f能构成复合函数f°g的条件是：f的定义域与g的值域的交集不能为空集。（3）函数的运算 设函数f（x），g（x）的定义域为D f，D g，且定义域有交集为D，则可定义这两个函数的下列运算 和（差）f±g：（f±g）（x）＝f（x）±g（x），x∈D。 积f·g：（f·g）（x）＝f（x）·g（x），x∈D。 商f/g：（f/g）（x）＝f（x）/g（x），x∈D\{x|g（x）＝0，x∈D}。 （4）初等函数 5类基本初等函数：幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数。二、数列的极限 1数列极限的定义 数列{x n}收敛于a???ε＞0，?正整数N，当n＞N时，有|x n－a|＜ε。数列{x n}是发散?不存在。 2收敛数列的性质 （1）唯一性 如果数列{x n}收敛，则它的极限唯一。 （2）有界性 如果数列{x n}收敛，则数列{x n}一定有界。 ①有界数列：存在正数M，使得对于一切x n都满足不等式|x n|≤M。 ②无界数列：不存在正数M，使得对于一切x n都满足不等式|x n|≤M。 （3）保号性 如果，且a＞0（或a＜0），则存在正整数N＞0，当n＞N时，都有x n ＞0（或x n＜0）。 推论：如果数列{x n}从某项起有x n≥0（或x n≤0）且，则a≥0（或a≤0）。（4）收敛数列与其子数列间的关系 ①如果数列{x n}收敛于a，则它的任一子数列也收敛，且极限也是a。 导读：极限是研究函数最基本的方法，它描述的是当自变量变化时函数的变化趋势.要由数列极限的定义自然地过渡到函数极限的定义,关键在于搞清楚数列也是函数这一点.数列可看作一个定义域为自然数集的函数,其解析表达式为an=f(n). 关键词：极限，数列，函数极限概念是数学分析中 最重要的概念，如连续、导数、积分等都要用极限来定义，而且由极限出发产生的极限方法，是数学分析的最基本的方法.更好的理解极限思想，掌握极限理论，应用极限方法是继续学习数学分析的关键.本文将主要阐述极限的概念、性质、方法等问题. 数列极限的ε-N定义是极限理论的重点与核心. 数列极限1．定义 设有数列{an}与常数A，如果对于任意给定的正数ε（不论它有多么小），总存在正整数N，使得当n>N时，不等式|an-A|<ε都成立，那么就称常数A是数列{ an }的极限，或者称数列{an}收敛于A，记作 读作“当n趋于无穷大时，an的极限等于A或an趋于A”。数列极限存在，称数列{an}为收敛数列，否则称为发散数列. 上述定义的几何意义是：对于任何一个以A为中心，ε为半径的开区间（A-ε,A+ε），总可以在数列{an}中找到某一项aN，使得其后的所有项都位于这个开区间内，而在该区间之外，最多只有{an}的有限项（N项）. 对于正整数N 应该注意两点：其一，N是随着ε而存在的，一般来讲，N随着ε的减小而增大，但N不是唯一存在的；其二，定义中只强调了正整数N的存在性，而并非找到最小的N，我们只关注第N项以后的各项均能保持与常数a的距离小于给定的任意小正数ε即可. 2．性质 收敛数列有如下性质： （1）极限唯一性； （2）若数列{an}收敛，则{an}为有界数列； （3）若数列{an}有极限A，则其任一子列{ank}也有极限A； （4）保号性，即若极限A>0，则存在正整数N1，n>N1时an>0； （5）保序性，即若，且A 柯西（Cauchy） Cauchy(1789-1857) 法国数学家，力学家. Cauchy最重要的数学贡献在微积分学，复变函数和微分方程方面.他是分析学的重要奠基人。 Cauchy发现并阐明了级数收敛准则和一些辨别法，提出关于极限理论的方法，并以精确的极限概念给出了函数的连续性，可微性，无穷级数的收敛性，定积分，反常积分等定义。Cauchy对微积分的严格论述，使数学界大为震惊.据说，著名数学家Laplace在一次科学会议上听到Cauchy谈到级数收敛性的问题时，十分紧张，立刻回家核实自己在《天体力学》中所用的级数是否收敛，直到确认所用的每一个级数都收敛时，才松了一口气.在复变函数方面，他探讨了Cauchy-Riemann条件，建立了Cauchy积分定理和公式.在微分方程方面，他是探讨微分方程解的存在问题的第一个数学家.还利用Fourier变换来研究线性微分方程。 Cauchy在代数学，力学，天文学方面也有很多贡献。仅在固体力学这一门学科中以他的名字命名的定理和定律就有16条之多。 他的著作甚丰，共出版了7部著作和800多篇论文。以《分析教程》（1821），《无穷小计算讲义》（1823）和《微分计算教程》（1826-1828）最为著名，堪称数学史上划时代的著作。著名数学家Abel指出：“每一个在数学研究中喜欢严密性的人都应该读这本杰出的著作（《分析教程》）.”Cauchy是位加固数学大厦的巨匠，历史上罕见的数学大师。 Cauchy一生成就辉煌，但也出现过失误。特别是他当时作为数学权威，对两位尚未成名的数学新秀Abel 和Galois的开创性论文，不仅未及时作出结论，而且将他们送审的论文遗失，这一错误常常受到后人的批评。 §1.6极限存在准则两个重要极限 授课次序06 §1. 6极限存在准则 两个重要极限 准则I 如果数列{x n }、{y n }及{z n }满足下列条件: (1)y n ≤x n ≤z n (n =1, 2, 3, ? ? ?), (2)a y n n =∞ →lim , a z n n =∞ →lim , 那么数列{x n }的极限存在, 且a x n n =∞ →lim . 证明: 因为a y n n =∞ →lim , a z n n =∞ →lim , 根据数列极限的定义, ?ε >0, ?N 1>0, 当n >N 1时, 有|y n -a |<ε ; 又?N 2>0, 当n >N 2时, 有|z n -a |<ε . 现取N =max{N 1, N 2}, 则当 n >N 时, 有 |y n -a |<ε , |z n -a |<ε 同时成立, 即 a -ε 高等数学（同济六版）第一章函数与极限 第1章第1节映射与函数（P1——P23） 第1章第2节数列的极限（P23——P31） 第1章第3节函数的极限（P31——P39） 第1章第4节无穷小与无穷大（P39——P42） 第1章第5节极限运算法则（P43——P50） 本单元中我们应当学习—— 1.函数的概念及表示方法； 2.函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性； 3.复合函数、分段函数、反函数及隐函数的概念； 4.基本初等函数的性质及其图形； 5.极限及左右极限的概念，极限存在与左右极限之间的关系； 第一章函数与极限 第1章第6节极限存在准则两个重要极限（P50——P57） 第1章第7节无穷小的比较（P57——P60） 第1章第8节函数的连续性与间断点（P60——P65） 第1章第9节连续函数的运算与初等函数的连续性（P66——P70） 第1章第10节闭区间上连续函数的性质（P70——P74） 第1章总复习题（P74——P76） 本单元中我们应当学习—— 1.极限存在的两个准则，会利用其求极限；两个重要极限求极限的方法； 2.无穷小量、无穷大量的概念，无穷小量的比较方法，利用等价无穷小求极限； 3.函数连续性的概念，左、右连续的概念，判断函数间断点的类型； 4.连续函数的性质和初等函数的连续性，闭区间上连续函数的性质（有界性、最大值和最小值定理、介值定理），会用这些性质. 高等数学第二章导数与微分 第2章第1节导数概念（P77——P88） 第2章第2节函数的求导法则（P88——P99） 第2章第3节高阶导数（P99——P103） 第2章第4节隐函数及由参数方程所确定的函数的导数（P104——P113） 第2章第5节函数的微分（P113——P125） 第2章总复习题二（P125——P127） 本单元中我们应当学习—— 1.导数和微分的概念、关系，导数的几何意义、物理意义，会求平面曲线的切线方程和法线方程，函数的可导性与连续性之间的关系； 2.导数和微分的四则运算法则，复合函数的求导法则，基本初等函数的导数公式，一阶微分形式的不变性； 3.高阶导数的概念，会求简单函数的高阶导数； 第一轮复习：基础知识自我复习 高等数学 第一单元（课前或课后复习内容） 计划对应教材：高等数学上册同济大学数学系编高等教育出版社第六版高等数学第一章函数与极限 第1章第1节映射与函数（P1——P23） 第1章第2节数列的极限（P23——P31） 第1章第3节函数的极限（P31——P39） 第1章第4节无穷小与无穷大（P39——P42） 第1章第5节极限运算法则（P43——P50） 本单元中我们应当学习—— 1.函数的概念及表示方法； 2.函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性； 3.复合函数、分段函数、反函数及隐函数的概念； 4.基本初等函数的性质及其图形； 5.极限及左右极限的概念，极限存在与左右极限之间的关系； 第二单元（课前或课后学习内容） 计划对应教材：高等数学上册同济大学数学系编高等教育出版社第六版高等数学第一章函数与极限 第1章第6节极限存在准则两个重要极限（P50——P57） 第1章第7节无穷小的比较（P57——P60） 第1章第8节函数的连续性与间断点（P60——P65） 第1章第9节连续函数的运算与初等函数的连续性（P66——P70） 第1章第10节闭区间上连续函数的性质（P70——P74） 第1章总复习题（P74——P76） 本单元中我们应当学习—— 1.极限存在的两个准则，会利用其求极限；两个重要极限求极限的方法； 2.无穷小量、无穷大量的概念，无穷小量的比较方法，利用等价无穷小求极限； 3.函数连续性的概念，左、右连续的概念，判断函数间断点的类型； 第三单元（课前或课后学习内容） 计划对应教材：高等数学上册同济大学数学系编高等教育出版社第六版 高等数学第二章导数与微分 第2章第1节导数概念（P77——P88） 第2章第2节函数的求导法则（P88——P99） 第2章第3节高阶导数（P99——P103） 第2章第4节隐函数及由参数方程所确定的函数的导数（P104——P113） 第2章第5节函数的微分（P113——P125） 第2章总复习题二（P125——P127） 本单元中我们应当学习—— 1.导数和微分的概念、关系，导数的几何意义、物理意义，会求平面曲线的切线方程和法线方程，函数的可导性与连续性之间 的关系； 2.导数和微分的四则运算法则，复合函数的求导法则，基本初等函数的导数公式，一阶微分形式的不变性； 3.高阶导数的概念，会求简单函数的高阶导数； 高数部分： （配同济六版教材） 第一章函数与极限（考研必考章节，其中求极限是本章最重 要的内容，要掌握求极限的集中方法） 第一节映射与函数（一般章节） 一、集合（不用看）二、映射（不用看)三、函数(了解） 注：P1--5 集合部分只需简单了解 P5--7不用看 P7--17 重点看一下函数的四大性态：单调、奇偶、周期、有界 P17--20 不用看 P21 习题1.1 1、2、3大题均不用做 4大题只需做（3）（5）（7）（8） 5--9 均做 10大题只需做（4）（5）（6） 11大题只需做（3）（4）（5） 12大题只需做（2）（4）（6） 13做14不用做 15、16重点做 17--20应用题均不用做 第二节数列的极限（一般章节本章用极限定义证的题目考纲不作要求，可不看） 一、数列极限的定义（了解）二、收敛极限的性质（了解） P26--28 例1、2、3均不用证 p28--29 定理1、2、3的证明不用自己证但要会理解 P30 定理4不用看 P30--31 习题1-2 1大题只需做（4）（6）（8） 2--6均不用做 第三节（一般章节）（标题不再写了对应同济六版教材标题 一、（了解）二、（了解） P33--34 例1、2、3、4、5只需大概了解即可 P35 例6 要会做例7 不用做 P36--37 定理2、3证明不用看定理3’4”完全不用看 p37习题1--3 1--4 均做5--12 均不用做 第四节（重要） 一、无穷小（重要）二、无穷大（了解） p40 例2不用做p41 定理2不用证 p42习题1--4 1做2--5 不全做6 做7--8 不用做 第五节(注意运算法则的前提条件是各自存在) p43 定理1、2的证明要理解 p44推论1、2、3的证明不用看 p48 定理6的证明不用看 p49 习题1--5 1题只需做(3)(6)(7)(8)(10)(11)(13)(14) 2、3要做4、5重点做6不做 第六节极限存在准则(重要) 两个重要极限(重要两个重要极限要会证明 p50 准则1的证明要理解 p51 重要极限一定要会独立证明(经典重要极限) p53另一个重要极限的证明可以不用看 p55--56柯西极限存在准则不用看 p56习题1--7 1大题只做(1)(4)(6) 2全做3不用做4全做，其中(2)(3)(5)重点做 第七节(重要） p58--59 定理1、2的证明要理解 p59 习题1--7 全做 第八节（基本必考小题） p60--64 要重点看第八节基本必出考题 p64 习题1--8 1、2、3、4、5要做其中4、5要重点做 6--8不用做 第九节（了解） p66--67 定理3、4的证明均不用看 p69 习题1--9 1、2要做 3大题只做（3）——（6） 4大题只做（4）——（6） 5、6均要重点做 第十节（重要，不单独考大题，但考大题会用到） 一、（重要）二、（重要）p72三、一致连续性（不用看）高数课本_同济六版
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