微积分入门基本公式第48讲(我的大学微积分01)
微积分入门基本公式第48讲(我的大学微积分01)图1:n ~ (0 150)那么,我们将 n从1~150的点全部动态绘制出来,可以总结出哪些知识点呢?顾名思义,数列就是有共同特征(通项)的一列数。如果我们假设一数列的通项为:数列通项
作者:“逃学博士”原创不易,转载请注明出处!01 开场白作为我的大学《微积分》的第一讲,我思前想后要以什么知识点作为内容。索性找到一本大学的的教材,从第一章开始讲。这样也方便本科生参照学习。
我选的教材是《大学数学教程》,作者姜东平和江惠坤。
02 数列高等数学接触的第一个概念是数列。
数列的标准定义
顾名思义,数列就是有共同特征(通项)的一列数。
如果我们假设一数列的通项为:
数列通项
那么,我们将 n从1~150的点全部动态绘制出来,可以总结出哪些知识点呢?
图1:n ~ (0 150)
从图1中,我们发现A点的运动轨迹中后一个点值都比前一个要大。这就引发了数列单调性的定义。
2 - 1 数列的单调性递增数列和不减数列
图1中绘制的数列既是一个递增数列,如果结合通项去定义递增数列,如下:
- 递增数列:第 n - 1 项的值 < 第n项的值。
- 不减数列:第 n - 1 项的值 <= 第n项的值。
如果我们将图1中的数列通项乘以 -1,如下所示:
数列通项
数列的动态图如图2所示:
图2:n ~ (0 150)
递减数列和不增数列
- 递减数列:第 n - 1 项的值 > 第n项的值。
- 不增数列:第 n - 1 项的值 >= 第n项的值。
同时,递增、递减、不增、不减数列统称为单调数列。
图1中,随着 n 的增大,数列中的值不断逼近 2。
图2中,随着 n 的增大,数列中的值不断逼近 -2。
那么,我们回过头来看图1,可以将 x轴 和 y = 2 这两条线规定了数列中任何一点的最大活动范围。图1中的数列是递增数列,且递增的极限是无限逼近 2。介于此,可以引出第二个的定义:有界数列。
2 既是图1中数列的上界;
-2 既是图2中数列的下界。
2 - 2 数列的极限数列的极限
- 误区1:有界数列一定收敛有极限
误区1是初学高等数学最容易搞混的知识点。我们找一个最简单的例子:
对应的动态图如下:
图3:有界不收敛
如图3所示,数列随着 n 的增大,一直在 -1 和 1之间震荡。基于有界数列的定义,该数列是同时拥有 上界(1)和下界(-1)的数列。
但是,随着 n 的增大,数列却无法收敛于 单一的值,那么自然也就不存在收敛和极限了。图3所示的数列为 发散数列。
但是反过来说,收敛数列一定有界 却是正确的表达,这个很容易理解,不加赘述。
总结一直在犹豫是做成科普文(诙谐幽默点)还是比较正规的码字。希望读者朋友们给点建议。
数列的讨论是为了之后将数列收敛推广到函数收敛。我们第一次接触数列应该是在高中,此次的知识点回顾是希望打下一个结实的基础。
我们下一节再见,更多好玩的动图演示即将推出。