题目

利用 ANL-DEF-004 ε-N 定义直接证明下列数列收敛:

提示

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  • 第 1 题:化简 ,再控制小于 。
  • 第 2 题:。注意 给出更易控的上界。
  • 第 3 题:分子有理化 。
  • 第 4 题:,进而 。

解答

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第 1 题

证明: 任给 。

要使上述 ,只需 。取 , 则 上述不等式成立。依 ANL-DEF-004,。

第 2 题

证明: 任给 。

取 ,则 ,。

注:取更紧的上界 也行(),但工程上”够用即可”—— 简单且合法。

第 3 题

证明: 任给 。

分子有理化:

要使 ,即 ,即 。

取 , 上式成立。

第 4 题

证明: 任给 。

(第二个不等式因 时 。)

取 即可。

考察点

  • ANL-DEF-004 ε-N 定义的构造性使用
  • 通过代数化简把 表达为 量级的标准技巧
  • “找 不要求最优”——只要满足条件即可

备注

ε-N 直接证明的标准模板:

  1. 计算 。
  2. 用代数手段化简(约分、分子有理化、放大)。
  3. 找一个简单且单调的上界 ,使 。
  4. 解 ,得 。
  5. 取 即可。