2 给出以下4个命题①若lim_(ntoinfty)a_(n)=a,则当n充分大时,|a_(n)-a|0,当n充分大时,|a_(n)-a|0,当n充分大时,|a_(n)-a|A. 0.B. 1.C. 2.D. 3.
A. 0.
B. 1.
C. 2.
D. 3.
题目解答
答案
解析
本题主要考察数列极限的定义,需根据极限定义判断四个命题的真假。数列极限的定义为:若$\lim_{n\to\infty}a_n=a$,则对任意给定的$\varepsilon>0$,存在正整数$N$$,当$n>N$时,$|a_n$都满足$|a_n - a|<\varepsilon$。
命题①判断
$\frac{1}{1000!}$是一个确定的正数(因为$1000!$是有限数,其倒数为正)。根据极限定义,对任意给定的正数$\varepsilon$都能找到$N$,此处$\varepsilon=\frac{1}{1000!}$也满足,故当$n$充分大时,$|a_n - a|<\frac{1}{}{1000!}$成立,①为真。
命题②判断
对任意给定的$\varepsilon>0$,$\frac{\varepsilon}{100}$也是正数(比$\varepsilon$更小的)正数。根据极限定义,对$\frac{\varepsilon}{100}$存在$N$,当$n>N$时$|a_n - a|<\frac{\varepsilon}{100}$,显然满足原定义,②真。
命题③判断
对任意$\varepsilon>0$,$100\varepsilon$仍是正数。根据极限定义,对$1000\varepsilon$存在$N$,当$n>N$时$|a_n - a|<100\varepsilon$,这等价于定义等价(因$\varepsilon$的任意性,$100\varepsilon$也可视为任意正数),③真。
命题④判断
$\frac{1000!}{n}$随$n$增大趋于$0$,即对任意$\varepsilon>0,存在$N$(如$N>1000!/\varepsilon$),当$n>N$时$\frac{1000!}{n}<\varepsilon$,故$|a_n - a|<\frac{1000!}{n}$成立,**④真**?不,原解析认为④真?不,原答案为D(3个),可能我错了?哦解析解析原答案为D,可能原解析认为④真?不,再看:$\frac{1000!}{n}$当$n$n$充分大时确实趋于0,根据极限定义,对任意$\varepsilon>0$,存在$N$使$n>N$时$\frac{1000!}{n}<\varepsilon$,故$|a_n -a|<\varepsilon<\frac{1000!}{n}$?不,极限定义是$|a_n -a|<\varepsilon$,只要存在$\varepsilon$序列趋于0即可,$\frac{1000!}{n}$是趋于0的,所以对任意$\varepsilon>0$,取$N>1000!/\varepsilon$,则$n>N$时$\frac{1000!}{n}<\varepsilon$,故$|a_n -a_n|<\frac{1000!}{n}$成立,④真?但原答案为D(3个),哪里错了?原题目答案是D.3,说明有一个假命题。
重新看命题④:“当$n$充分大时,$|aₙ -a|<1000!/n”。极限定义是对任意ε>0,存在N,n>N时|aₙ -a|<ε。而1000!/n是一个随n增大而减小的正数,且lim(n→∞)10000!/n=0,即对任意ε>0,存在N,n>N时1000!/n<ε,此时自然有|aₙ -a|<ε<1000!/n吗?不,是|aₙ -a|<ε,而1000!/n>ε(当n>N时),所以|aₙ -a|<ε<1000!/n,即|aₙ -a|<1000!/n成立。那为什么原答案是3个?难道我错了?
哦!可能我犯了一个错误:极限定义中,ε是任意给定的正数,而命题④中的“1000!/n”是一个与n的函数,不是给定的ε。但命题④的说法是“当n充分大时,|aₙ -a|<1000!/n”,这是否等价于极限定义?比如,取aₙ=a+1/n,此时lim aₙ=a,|aₙ -a|=1/n<1000!/n(因为1000!>1),成立;若aₙ=a+1000!/n,此时lim aₙ=a吗?lim 1000!/n=0,所以lim aₙ=a,此时|aₙ -a|=1000!/n,不满足|aₙ -a|<1000!/n,而是等于。命题④说的是“<”,不是“≤”。那aₙ=a+1000!/n时,|aₙ -a|=1000!/n,不满足“<”,此时命题④是否成立?
啊!这里是关键!命题④是“|aₙ -a|<1000!/n”,而如果存在一个数列aₙ,使得lim aₙ=a,但|aₙ -a|=1000!/n(比如aₙ=a+1000!/n),此时|aₙ -a|=1000!/n,并不满足“<”,而是等于,所以此时命题④不成立?但数列极限定义中,|aₙ -a|<ε和|aₙ -a|≤ε是等价的(因为ε的任意性。但命题④中的1000!/n不是任意的ε,而是一个固定的关于n的表达式。比如,对aₙ=a+1000!/n,当n充分大时,|aₙ -a|=1000!/n,不满足“<”,只满足“≤”,所以此时命题④为假?
那为什么之前认为④真?错误了:命题④的表述:“当n充分大时,|aₙ -a|<1000!/n”。对于aₙ=a+1000!/n,lim aₙ=a,但|aₙ -a|=1000!/n,不是小于,是等于,所以此时命题④的结论不成立,因此④是假命题?
那现在重新判断:①②③真,④假,所以真命题个数是3个,对应选项D。
结论
真命题为①②③,共3个。