摘 要:數(shù)列的極限問題是我們高中學(xué)習(xí)的一個重要部分,同時,極限的理論也是高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)之一。數(shù)列極限的問題作為微積分的基礎(chǔ)概念,其建立與產(chǎn)生對微積分的理論有著重要意義。本文通過高中數(shù)學(xué)所涉及的數(shù)列極限問題的求解與探討,展現(xiàn)了數(shù)列極限的幾種解題方法,為微積分的學(xué)習(xí)與理解打下良好的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:數(shù)列;數(shù)列極限;求解
數(shù)列作為高中數(shù)學(xué)中一個重要的部分,是中學(xué)數(shù)學(xué)中一個必不可少的環(huán)節(jié)。同時極限的思想對于分析解決一些我們中學(xué)會遇到的函數(shù)、級數(shù)、初等的微積分等都有著重要的幫助。可以說,熟練掌握數(shù)列極限的求解與思路,對于我們數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),以及今后對于微積分的理解都有著重要的意義。我通過對高中知識的總結(jié),初步討論了數(shù)列極限的集中常用求解方法。
一、數(shù)列的極限
一般,我們設(shè){xn}為一個實數(shù)數(shù)列,a 為定數(shù)。若對任意的正數(shù)ε,總能夠存在正整數(shù)N,使得當(dāng) n>N 時有|xn-a|<ε,則稱數(shù)列{xn}收斂于a,定數(shù) a 就叫做數(shù)列{xn}的極限。即當(dāng)n 趨于無窮大時,{xn}的極限趨于a。反之,如果數(shù)列{xn}極限不存在,則稱數(shù)列{xn}不收斂,{xn}為發(fā)散數(shù)列。
二、數(shù)列極限的求解
(一)初等變形法
初等變形是數(shù)列求極限最為基礎(chǔ)的方法,通過數(shù)學(xué)運算,將原本較為繁復(fù)的計算式進行一定程度的化簡,轉(zhuǎn)化成為一個較簡單的數(shù)列,進而對之求極限。
例1.求 + +…+ 。
解:由數(shù)列Sn=12+22+32+…+n2=n(n+1)(2n+1)/6
所以上述例題分子12+32+…+(2n-1)2可變形為:
(二)變量替換法
通過適當(dāng)?shù)募尤胄碌淖兞?,替換式中原有的變量,從而達到簡化計算過程的目的。靈活運用變量替換,可以很大程度上完成數(shù)列極限求解過程中的計算過程。
例2.已知-1 解:通過分析原式的已知條件,可以令a0=cos?墜,?墜∈(0,?仔),則有: a1= = =cos 以此類推可知an=cos ,(n=1,2,…) 所以原題的計算可變?yōu)椋?/p> (三)夾逼定理法 這個方法應(yīng)用于數(shù)列本身的極限不易直接求出的情況下,這時將所求的數(shù)列進行一定的變形,使其適當(dāng)?shù)姆糯蠛涂s小,通過求解變形之后的數(shù)列。若數(shù)列兩端的新數(shù)列的極限值相等,那么原數(shù)列的極值即他們的公共值。 例3.求n→∞時,數(shù)列 + +…+ 的極值。 解:因為存在 + +…+ 通過計算可知 = = (四)級數(shù)展開法 級數(shù)一般可以看做是一個無窮數(shù)列的和的形式,所以數(shù)列可以看做級數(shù)的一部分。通過這種方法利用級數(shù)的定理加以計算,可以非常方便簡潔的求出數(shù)列的極限。 作者簡介:胡丁群(1999-),男,漢族,河北肥鄉(xiāng)縣人,武邑中學(xué)學(xué)生。