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你知道什麼叫區間套嗎?高等數學最難理解的定義之一

作者:由 老黃知識共享 發表于 歷史日期:2022-09-11

高中理科女生難學嗎

要說高等數學最難理解的部分,非“實數的完備性”相關的知識莫屬。而實數的完備性第一個相關概念就是區間套的定義,不知道你知不知道這個定義,有沒有好好理解這個定義,並且能熟練地運用它。

你知道什麼叫區間套嗎?高等數學最難理解的定義之一

區間套的定義是這樣的:

設區間列{[an,bn]}具有如下性質:

1、[an,bn][an+1,bn+1], n=1,2,…; (即a1≤a2≤…≤an≤…≤bn≤…≤b2≤b1)

2、lim(n→∞)(bn-an)=0,

則稱{[an,bn]}為閉區間套,或簡稱區間套.

你知道什麼叫區間套嗎?高等數學最難理解的定義之一

用老黃自己的話說,就是:有一個區間列,左端點是數列an的各項,右端點是數列bn對應的各項,它具有如下的性質:

1、以第n項為端點的區間真包含以n+1項為端點的區間。或者說an單調增,bn單調減。不過這個說法並不特別準確。比如所有的元素不能都相等。因為那樣就不存在真

包含

的關係。況且一般的區間概念,左端點都會小於右端點。但這個說法對一些判斷區間

的練習又特別有用。

你知道什麼叫區間套嗎?高等數學最難理解的定義之一

2、當n趨於無窮時,兩個數列對應項的差的極限等於0。

區間列中在第n個區間以後的區間長度都趨近於0。

那麼就把這個區間列稱為閉區間套,或簡稱為區間套。最近又有人提出開區間套的概念,以後老黃會給大家證明,開區間套和閉區間套,其本質是一樣的。

你知道什麼叫區間套嗎?高等數學最難理解的定義之一

下面舉一個區間套的例子。區間列{[0,1/n]}

左端點的數列是常數列0,右端點是分數單位數列的對應各項。這個區間列就是一個區間套。這是因為:

1、左端點的數列遞增,常數列既遞增也遞減;右端點的數列遞減,即以第n項為端點的區間真包含以第n+1項為端點的區間。

2、當n趨於無窮時,兩個數列差的極限等於0。

滿足區間套的定義,所以區間列{[0,1/n]}就是一個區間套。

你知道什麼叫區間套嗎?高等數學最難理解的定義之一

如果你還不能掌握這個概念,也沒有關係!老黃為你設計了下面的練習:

下列區間列中,哪些屬於區間套?哪些不屬於區間套?為什麼?

(1){[-1,1/n]}; (2){[1/n,0]}; (3){[-1/n, 1/n^2 ]}; (4){[0,n]}; (5){[1,1/n]}.

如果你能準確做出判斷,就說明你對區間套的定義已經掌握得很不錯了。

你知道什麼叫區間套嗎?高等數學最難理解的定義之一

解:(1)不是區間套, 因為lim(n→∞)(1/n +1)=1≠0. 【

端點兩個數列的差在n趨於無窮時的極限等於1,並不等於0。 不符合區間

定義的第二個條件

(2)不是區間套, 因為a1=1>1/2=a2.

【可見an遞增是區間套的一個必要條件。另外,這個區間列和例題中的區間套對比,我們還可以得到:區間套同時交換所有區間的左右端點後,不能得到另一個區間套的結論。】

(3)是區間套, 因為[-1/n, 1/n^2 ][-1/(n+1), 1/(n+1)^2 ],

且lim( n→∞)(1/n^2 +1/n)=lim(n→∞) (1+n)/n^2 =0.

【滿足區間

定義的兩個條件】

(4)不是區間套, 因為b2=2>1=b1.

【可見bn遞減是區間套的一個必要條件】

(5)1>1/n (n>1).

【左端點大於右端點,這樣連區間列都算不上,就更不可能是區間套了】

你知道什麼叫區間套嗎?高等數學最難理解的定義之一

現在你對區間套的定義有更深的理解了嗎?