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【数列极限证明大题】解题方法,证明数列极限存在并求此极限,单调有界准则

文章目录

旧版本如下数列极限证明大题1.单调有界准则1.1 证有界性和单调性

1.2真题实战1.2.1 证明有界性中常用到的不等式

新版本如下数列极限证明大题的系统解决(上篇)1.入手第一步-预求收敛值2.入手第二步-先证明有界,后证明单调3.开始证明

数列极限证明大题的系统解决(下篇)

写在最前,持续更新中,感谢收藏的小伙伴,两个版本旧版本浅一些,新版本深一些!!!

旧版本如下

数列极限证明大题

数列极限的证明大题的目标是,证明数列极限存在且求此极限。 核心方法是:单调有界准则,如有上界+数列单增,则可说明数列极限

1.单调有界准则

在利用单调有界准则的过程中,我们先要证明有界性,再去证明单调性。 因为,有界性有助于我们判断单调性

1.1 证有界性和单调性

有界性的证明方法一般有两种+一种简单整理: 1️⃣ 数学归纳法 2️⃣利用不等式 3️⃣通过简单的整理分子分母,就可以得到界

单调性的证明方法一般有三个方面 1️⃣给出首项,利用导数工具,证明数列单调性 2️⃣未给出首项,则构造xn+1-xn或xn+1/xn的形式,尝试分母有理化等方法,证明>0或<0 3️⃣数学归纳法

使用导数来证明数列单调性的说明: 函数的导数>0,则说明数列单调。至于单增还是单减,要通过分析x1和x2之间的关系,x1>x2,就是单减,反之是单增。 函数的导数<0,则无法说明数列单调。采用别的方法-压缩映射法。

一般来说,如果首项已知,选取f(x)作为函数求导,若未知,选取xn+!-xn作为求导对象。

1.2真题实战

(

1996

)

x

1

=

10

x

n

+

1

=

6

+

x

n

(

n

=

1

,

2

,

.

.

.

)

,试证数列

{

x

n

}

极限存在,并求此极限

\left(1996\right)设x_{1} = 10,x_{n + 1} = \sqrt{6 + x_{n}}\left(n = 1,2,...\right),试证数列\left\{x_{n}\right\}极限存在,并求此极限

(1996)设x1​=10,xn+1​=6+xn​

​(n=1,2,...),试证数列{xn​}极限存在,并求此极限

1.在做此类题目的第一步是预求极限,先把答案要求的极限求出来,然后就可以用来提前把握证明有界性 2.证明有界性 3.证明单调性 下结论,求极限(把预求的结果抄一遍)

(

2002

)

0

<

x

1

<

3

x

n

+

1

=

x

n

(

3

x

n

)

(

n

=

1

,

2

,

.

.

.

)

,试证数列

{

x

n

}

极限存在,并求此极限

\left(2002\right)设0 < x_{1} < 3,x_{n + 1} = \sqrt{x_{n}\left(3 - x_{n}\right)}\left(n = 1,2,...\right),试证数列\left\{x_{n}\right\}极限存在,并求此极限

(2002)设0

​(n=1,2,...),试证数列{xn​}极限存在,并求此极限

1.2.1 证明有界性中常用到的不等式

a

b

a

+

b

2

\sqrt{ab} \leq \frac{a + b}{2}

ab

​≤2a+b​

a

+

b

2

a

2

+

b

2

2

\frac{a + b}{2} \leq \sqrt{\frac{a^{2} + b^{2}}{2}}

2a+b​≤2a2+b2​

e

x

x

+

1

e^{x} \geq x + 1

ex≥x+1 (对于任意

x

x

x)

x

1

ln

x

x - 1 \geq \ln x

x−1≥lnx (对于

x

>

0

x > 0

x>0)

三角函数相关:

sin

x

<

x

\sin x < x

sinx

x

>

0

x > 0

x>0)

sin

x

<

x

<

tan

x

\sin x < x < \tan x

sinx

0

<

x

<

π

2

0 < x < \frac{\pi}{2}

0

0

<

x

<

π

4

0 < x < \frac{\pi}{4}

0

x

<

tan

x

<

4

π

x

x < \tan x < \frac{4}{\pi}x

x

0

<

x

<

π

2

0 < x < \frac{\pi}{2}

0

sin

x

>

2

π

x

\sin x > \frac{2}{\pi}x

sinx>π2​x

新版本如下

数列极限证明大题的系统解决(上篇)

上帝的视角,自然的思路。 证明数列极限收敛:单调有界准则就是数列递增有上界,数列递减有下界这两方面

1.入手第一步-预求收敛值

在拿到一道证明数列界限收敛,要先预先求出xn的收敛值。 问题1:为什么我们要先证明数列收敛,才能求极限值? 因为,假如一个振荡的数列,1,2,1,2这种,它不收敛但是能求出极限值 问题2:为什么要预先求出xn的收敛值? 原因如下: 1.明确界限是什么? 2.通过首项,明确我们要证明的单增还是单减?

如何求这个收敛值?以例1为例 根据xn+1的递推式,写出

A

=

2

+

A

,

A

2

=

2

+

A

,

求出

A

=

2

A

=

1

又因为

x

1

=

2

>

0

A

应为

2

A = \sqrt{2 + A},A^{2} = 2 + A,求出A = 2或A = - 1\\又因为x_{1} = \sqrt{2} > 0,A应为2

A=2+A

​,A2=2+A,求出A=2或A=−1又因为x1​=2

​>0,A应为2

1

x

1

=

2

,

x

n

+

1

=

2

+

x

n

,证明

{

x

n

}

收敛,并求极限值

例1:x_{1} = \sqrt{2},x_{n + 1} = \sqrt{2 + x_{n}},证明\left\{x_{n}\right\}收敛,并求极限值\:

例1:x1​=2

​,xn+1​=2+xn​

​,证明{xn​}收敛,并求极限值

2.入手第二步-先证明有界,后证明单调

为什么先证明有界?因为在实际问题中,我们需要用到有界的结论,才能很好的证明出单调性。

3.开始证明

通过做题不断掌握证明方法 例1:证明有界时,用到了数学归纳法,证明单调时,列出了两种方法,第一种仍是数学归纳法,第二种是做差,将问题转化为,由第一问中证出的有界,把它看作成一个定义域,求做差之后的式子的值域问题。 在实际做题的过程中,常常用第二种方法证明单调 例2: 在证明有界的过程中,我们还可以使用一些不等式

1

x

1

=

2

,

x

n

+

1

=

2

+

x

n

,证明

{

x

n

}

收敛,并求极限值

例1:x_{1} = \sqrt{2},x_{n + 1} = \sqrt{2 + x_{n}},证明\left\{x_{n}\right\}收敛,并求极限值\:

例1:x1​=2

​,xn+1​=2+xn​

​,证明{xn​}收敛,并求极限值

类题

1

(

1996

)

x

1

=

10

,

x

n

+

1

=

6

+

x

n

,证明

{

x

n

}

收敛,并求极限值

类题1:\left(1996\right)x_{1} = 10,x_{n + 1} = \sqrt{6 + x_{n}},证明\left\{x_{n}\right\}收敛,并求极限值\:

类题1:(1996)x1​=10,xn+1​=6+xn​

​,证明{xn​}收敛,并求极限值 例2:

例3:

类题3:

例4:

数列极限证明大题的系统解决(下篇)

对于an+1=f(an)型的数列,an和an+1之间的关系完全是由f(x)决定,那么函数f(x)的有界性是否会影响到数列{an}的有界性? 答案是显而易见的,结论如下,需要记牢。

例题1: 设a0=25,an=arctanan-1(n=1,2,…),证明{an}收敛,并求极限

因为artanx有界,则{an}有界 又因为artanx单调递增,{an}单调 综上{an}收敛,A=arctanA,A=0

例题2:

2025-09-10 02:04:47


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