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数学
题目

设数列xn与yn满足limn→∞xnyn=0,则下列断言正确的是(  )A. 若xn发散,则yn必发散B. 若xn无界,则yn必有界C. 若xn有界,则yn必为无穷小D. 若1xn为无穷小,则yn必为无穷小

设数列xn与yn满足
lim
n→∞
xnyn=0
,则下列断言正确的是(  )
A. 若xn发散,则yn必发散
B. 若xn无界,则yn必有界
C. 若xn有界,则yn必为无穷小
D. 若
1
xn
为无穷小,则yn必为无穷小

题目解答

答案


(1)对于选项A.倘若取xn=n,yn=
1
n2
满足题目条件,但yn=
1
n2
是收敛的.故A不正确.
(2)对于选项B.倘若取xn=2(−1)nn,yn=n满足题目条件,但yn=n显然无界.故B不正确.
(3)对于选项C.倘若xn=
1
n
,yn=
n
满足题目条件,但yn=
n
是无穷大.故C不正确.
(4)对于选项D.由于
1
xn
为无穷小,则由
lim
n→∞
xnyn=
lim
n→∞
yn
1
xn
=0
,说明yn是
1
xn
的高阶无穷小,因此yn必为无穷小.
故选:D.

解析

本题考查数列极限的性质及相互关系,核心在于理解极限运算对数列性质的传递性。关键点在于:

  1. 极限为0的乘积并不必然导致其中一个数列具有特定性质(如有界、无界、收敛等);
  2. 反例法是判断选项正确性的有效手段;
  3. 无穷小与无穷大的关系:若一个数列趋于无穷大,则另一个数列必须趋于0才能保证乘积趋于0。

选项A分析

反例:取$x_n = n$(发散),$y_n = \frac{1}{n}$(收敛于0)。此时$x_n y_n = 1$,极限为1,不满足题目条件。但若调整为$x_n = n$,$y_n = \frac{1}{n^2}$,则$x_n y_n = \frac{1}{n} \to 0$,此时$x_n$发散,$y_n$收敛,说明A错误。

选项B分析

反例:取$x_n$无界(如$x_n = n$),但构造$y_n$无界且满足$x_n y_n \to 0$。例如,当$n$为偶数时,$y_n = \frac{1}{n^2}$;当$n$为奇数时,$y_n = n$。此时$x_n y_n$在偶数项趋于0,奇数项趋于无穷大,但可通过调整奇数项的频率使整体极限仍为0(如令奇数项稀疏出现)。因此B错误。

选项C分析

反例:取$x_n = 0$(有界),此时无论$y_n$如何,$x_n y_n = 0$,极限为0。若令$y_n = n$(无界),则$y_n$显然不是无穷小,说明C错误。

选项D分析

逻辑推导:若$\frac{1}{x_n}$为无穷小,则$x_n \to +\infty$。由$x_n y_n \to 0$可知,$y_n$必须比$\frac{1}{x_n}$更快趋于0,即$y_n$是无穷小。D正确。

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