(3)由于a>1,k为正整数,故x2、t70,则{xn}有下界。又+= m→∞)<1,故N∈2+,当n>N时,有型+<1,则从N+1项开始都有xn+1<xn,于 是{xn}为单调减少的(n>N),从而{xn}存在极。n (4)由于nrn=lna=yn,0<a<1,故{yn}是单调增加的,从而由xn=va=ew得{xn}是单调增加 的。又0<xn=vG<Y=1,故{xn}有界,于是{xn}存在极限 15.证明:若xn上升,y下降,而xn-ym为无穷小量,则xn和ym必有同一极限。 证明:由xn上升,故x1≤x2≤…≤xn≤…,又m下降,故≥y2≥…≥yn≥…,又xn-yn为无穷 小量,故{xn-n}有界,设xn-yn≤C(n=1,2,……)(其中C为某常数),则-C≤xn m≤C即xn≤ n+C≤y+C,于是{xn}有上界,从而{xn}存在极限。又孙n≥xn-C≥x1-C,于是{yn}有下界,从 而{vn}存在极限,则inzn-limn=nim(xn-yn)=0,于是 lin Tn= lim yn 16.设x为任意给定的实数,又设yn(x)= sinsin…sinx,证明{yn(x)}的极限存在,并求此极限 证明:先设0≤x≤丌,则0≤sinx≤x,从而有yn+1(x)= sIn yn(x)≤yn(x),故{yn(x)}是以0为下界的单 调下降函数列,必有极限,则得对v∈n,有0≤=mn(0)=sm(m=1(a)=smo, 则ao=0,从而对vr∈[0.,r], lim yn(x)=0. 同理可证当x∈[-丌,时亦有 lim yn(x)=0. 再由周期性可知imyn(x) 7.若imxn=a,试证:im21+x2+…+x+n=a 证明:由mx=a,得对v>03N1∈z+,当m>M时,有na<,则有+2“+ (x1-a)+(x2-a)+…+(xn-a)|x1-a+|x2-al+…+|xN1-al+|rN1+1-a+…+|xn-a 1-d+|2-叫+…+|-+n-N1.< x1-a+|x2-a|+…+|xN1-a 取M=max(|x1-a,x2-al,……,|xn1-d|), 则2-=4+2=+…+M=叫MAM 又N1·M为 N1·M ), 于是对上述>0N2=2NM∈z+,当n>N2时,有 x1-a+|x2-a+…+|xN1 取N=max(M1,N),则当n>N时,有+2++xn 即有im 1+x2+…+x+n 注:若limx1+x2+…+xn=an之存在。 例:xn=(-1)-1(n=1,2…),则显然m马+2t“+a=0,但imxn不存在 18.证明:若lman=a, lin bn=b,则lm21bn+a2bn-1+…+a=ab 证明 (1)设a=0,去证m21bn+a2bn-1+…+ab=0 由 lim bn=b,则据定理4(P3s),得丑M>0,使|bn|≤M(n∈Z+) 由man=0,则对v>03N∈z+,当n>M时,有a5取N=max{2a+…+|aDM1+1M} 于是当n>≥N(≥M)时,有1+mm=1+“+anb|=|bn+ab=1+…+aNhn-M+1+aN+bn-1+…+anb aibn + abn
21 (3) dua > 1, kèÍßxn = n k a n > 0ßK{xn}ke."q xn+1 xn = 1 + 1 n k a = 1 a 1 + 1 n k → 1 a (n → ∞) < 1ß∃N ∈ Z +ßn > Nûßk xn+1 xn < 1ßKlN + 1ëm©—kxn+1 < xnßu ¥{xn}è¸N~(n > N)ßl {xn}34Å" (4) duln xn = 1 n ln a = yn, 0 < a < 1ß{yn}¥¸NO\ßl dxn = √n a = e yn{xn}¥¸NO\ "q0 < xn = √n a < √n 1 = 1ß{xn}k.ßu¥{xn}34Å" 15. y²µexn˛,ßyne¸ß xn − ynèð˛ßKxn⁄yn7k”ò4Å" y²µdxn˛,ßx1 6 x2 6 · · · 6 xn 6 · · · ßqyne¸ßy1 > y2 > · · · > yn > · · · ßqxn − ynèð ˛ß{xn − yn}k.ß|xn − yn| 6 C(n = 1, 2, · · ·)£Ÿ•Cè,~ͧßK−C 6 xn − yn 6 C=xn 6 yn + C 6 y1 + Cßu¥{xn}k˛.ßl {xn}34Å"qyn > xn − C > x1 − Cßu¥{yn}ke.ßl {yn}34ÅßK limn→∞ xn − limn→∞ yn = limn→∞ (xn − yn) = 0ßu¥ limn→∞ xn = limn→∞ yn. 16. xè?øâ½¢Íßqyn(x) = sin sin · · · sin | {z } n xßy²{yn(x)}4Å3ßø¶d4Å. y²µk0 6 x 6 πßK0 6 sin x 6 xßl kyn+1(x) = sin yn(x) 6 yn(x)ß{yn(x)}¥±0èe.¸ Ne¸ºÍß7k4ÅßKÈ∀x0 ∈ [0, π]ßk0 6 u0 = limn→∞ yn(x0) = sin limn→∞ fn−1(x0) = sin u0ß Ku0 = 0ßl È∀x ∈ [0, π], limn→∞ yn(x) = 0. ”nåyx ∈ [−π, 0]û½k limn→∞ yn(x) = 0. 2d±œ5å limn→∞ yn(x) = 0 17. e limn→∞ xn = aߣyµ limn→∞ x1 + x2 + · · · + x + n n = a y²µd limn→∞ xn = aßÈ∀ε > 0, ∃N1 ∈ Z +ßn > N1ûßk|xn−a| < ε 2 ßKk x1 + x2 + · · · + xn n − a = (x1 − a) + (x2 − a) + · · · + (xn − a) n 6 |x1 − a| + |x2 − a| + · · · + |xN1 − a| + |xN1+1 − a| + · · · + |xn − a| n < |x1 − a| + |x2 − a| + · · · + |xN1 − a| n + n − N1 n · ε 2 < |x1 − a| + |x2 − a| + · · · + |xN1 − a| n + ε 2 (∵ n − N1 n < 1) M = max(|x1−a|, |x2−a|, · · · , |xn1 −a|)ßK |x1 − a| + |x2 − a| + · · · + |xN1 − a| n 6 N1 · M n ßqN1 ·Mè ½äßK N1 · M n → 0(n → ∞)ß u¥È˛„ε > 0, ∃N2 = 2N1 · M ε ∈ Z +ßn > N2ûßk |x1 − a| + |x2 − a| + · · · + |xN1 − a| n < ε 2 N = max(N1, N2)ßKn > Nûßk x1 + x2 + · · · + xn n − a < ε 2 + ε 2 = εß =k limn→∞ x1 + x2 + · · · + x + n n = a 5µe limn→∞ x1 + x2 + · · · + xn n = a ; limn→∞ xn3" ~µxn = (−1)n−1 (n = 1, 2, · · ·)ßKw, limn→∞ x1 + x2 + · · · + xn n = 0ß limn→∞ xnÿ3" 18. y²µe limn→∞ an = a, limn→∞ bn = bßK limn→∞ a1bn + a2bn−1 + · · · + anb1 n = ab y²µ (1) a = 0ßy limn→∞ a1bn + a2bn−1 + · · · + anb1 n = 0 d limn→∞ bn = bßK‚½n4(P38)ß∃M > 0ß¶|bn| 6 M(n ∈ Z +) d limn→∞ an = 0ßKÈ∀ε > 0, ∃N1 ∈ Z +ßn > N1ûßk|an| < ε 2M .N = max 2(|a1| + · · · + |an|)M ε + 1, N1 ß u¥n > N(> N1)ûßk a1bn + a2bn−1 + · · · + anb1 n = a1bn + a2bn−1 + · · · + aN1 bn−N1+1 + aN1+1bn−N1 + · · · + anb1 n 6 a1bn + a2bn−1 + · · · + aN1 bn−N1+1 n + aN1+1bn−N1 + · · · + anb1 n 6 (|a1| + · · · + |aN1 |)M n + (n − N1) · ε 2M · M n <