Числовая последовательность. Предел числовой последовательности
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛОВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ И СПОСОБЫ ЕЕ ЗАДАНИЯ
Определение 1
Функцию вида
,
I N называют функцией натурального аргумента
или числовой последовательностью и обозначают
или
.
Обозначение:
.
Способы задания последовательностей:
Словесный - правило задания последовательности описано словами, без указания каких - то формул.
ПРИМЕР 1. Задана последовательность простых чисел: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, …
Аналитический - последовательность задана формулой ее n - го члена.
ПРИМЕР 2. Задана последовательность
: 1, 4, 9, 25, 36, 49, …, n2, …
Рекурентный - указано правило, позволяющее вычислить n - ый член последовательности, если известны ее предыдущие члены.
ПРИМЕР 3. Задана последовательность соотношениями: а = а1, аn + 1 = an + d, где a и d - некоторые числа, d - разность арифметической прогрессии.
2. СВОЙСТВА ЧИСЛОВЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ
Определение 2
Последовательность
называют ограниченной сверху, если все ее члены не больше некоторого числа.
Последовательность
ограничена сверху, если существует число М такое, что для любого n выполняется
< М. Число М называют верхней границей последовательности.
ПРИМЕР 4. Последовательность -1; -4; -9; -16; …; -n2; ….ограничена сверху. В качестве верхней границы можно взять число -1 или любое число, которое больше, чем -1, например 0.
![]()
-16 -9 -4 -1 0 х
Определение 3
Последовательность
называют ограниченной снизу, если все ее члены не меньше некоторого числа.
Последовательность
ограничена снизу, если существует число m такое, что для любого n выполняется
уn > m. Число m называют нижней границей последовательности.
ПРИМЕР 5. Последовательность 1; 4; 9; 16; …; n2; … ограничена снизу. В качестве нижней границы можно взять число 1 или любое число меньше, чем 1, например 0.
![]()
1 4 9 16 х
Определение 4
Последовательность
называют ограниченной, последовательность ограничена и сверху, и снизу.
ПРИМЕР 6. Последовательность 1;
;
;
; …;
; …. Эта последовательность ограничена и сверху, и снизу. В качестве верхней границы можно взять число 1, в
качестве нижней границы - число 0.
![]()
0![]()
![]()
![]()
![]()
1 х
Определение 5
Последовательность ( уn ) называют возрастающей, если каждый ее член больше предыдущего: у 1 < у 2 < у 3 < у 4 < … < уn < уn+ 1 < ….
ПРИМЕР 7. Последовательность 1, 3, 5, 7, …, 2n - 1; … - возрастающая.
Определение 6
Последовательность ( уn ) называют убывающей, если каждый ее член меньше предыдущего: у 1 > у 2 > у 3 > у 4 > … > уn > уn+ 1 > …
ПРИМЕР 8. Последовательность 1;
;
;
; …;
; … - убывающая.
Если а > 1, то последовательность уn = аn возрастает; если 0 < а < 1, то последовательность уn = аn убывает.
Возрастающие и убывающие последовательности объединяют общим термином - монотонные последовательности.
Определение 7
Последовательность, члены которой не изменяются с изменением номера, называется постоянной (или стационарной).
ПРИМЕР 9. Последовательность 1; 1; 1; 1; 1; … - постоянная (или стационарная).