题目
根据数列极限的定义证明:lim _(narrow infty )dfrac (3n+1)(2n+1)=dfrac (3)(2);
根据数列极限的定义证明:
题目解答
答案
根据数列极限的定义,我们需要对任意的>0,找到一个正整数N,使得当n>N时,
化简得:
继续化简得:
,
故总存在一个正整数N=,使得当n>N时,
证毕
解析
步骤 1:确定目标
根据数列极限的定义,我们需要证明对于任意的正数$\epsilon$,存在一个正整数$N$,使得当$n>N$时,$\left|\dfrac{3n+1}{2n+1}-\dfrac{3}{2}\right|<\epsilon$。
步骤 2:化简表达式
化简$\left|\dfrac{3n+1}{2n+1}-\dfrac{3}{2}\right|$:
\[
\left|\dfrac{3n+1}{2n+1}-\dfrac{3}{2}\right| = \left|\dfrac{2(3n+1)-3(2n+1)}{2(2n+1)}\right| = \left|\dfrac{6n+2-6n-3}{4n+2}\right| = \left|\dfrac{-1}{4n+2}\right| = \dfrac{1}{4n+2}
\]
步骤 3:找到$N$
我们需要找到一个$N$,使得当$n>N$时,$\dfrac{1}{4n+2}<\epsilon$。解不等式$\dfrac{1}{4n+2}<\epsilon$:
\[
\dfrac{1}{4n+2}<\epsilon \Rightarrow 4n+2>\dfrac{1}{\epsilon} \Rightarrow 4n>\dfrac{1}{\epsilon}-2 \Rightarrow n>\dfrac{1}{4\epsilon}-\dfrac{1}{2}
\]
因此,我们可以选择$N=\left\lceil\dfrac{1}{4\epsilon}-\dfrac{1}{2}\right\rceil$,其中$\left\lceil x \right\rceil$表示不小于$x$的最小整数。
步骤 4:验证
当$n>N$时,$\dfrac{1}{4n+2}<\epsilon$,因此$\left|\dfrac{3n+1}{2n+1}-\dfrac{3}{2}\right|<\epsilon$,满足数列极限的定义。
根据数列极限的定义,我们需要证明对于任意的正数$\epsilon$,存在一个正整数$N$,使得当$n>N$时,$\left|\dfrac{3n+1}{2n+1}-\dfrac{3}{2}\right|<\epsilon$。
步骤 2:化简表达式
化简$\left|\dfrac{3n+1}{2n+1}-\dfrac{3}{2}\right|$:
\[
\left|\dfrac{3n+1}{2n+1}-\dfrac{3}{2}\right| = \left|\dfrac{2(3n+1)-3(2n+1)}{2(2n+1)}\right| = \left|\dfrac{6n+2-6n-3}{4n+2}\right| = \left|\dfrac{-1}{4n+2}\right| = \dfrac{1}{4n+2}
\]
步骤 3:找到$N$
我们需要找到一个$N$,使得当$n>N$时,$\dfrac{1}{4n+2}<\epsilon$。解不等式$\dfrac{1}{4n+2}<\epsilon$:
\[
\dfrac{1}{4n+2}<\epsilon \Rightarrow 4n+2>\dfrac{1}{\epsilon} \Rightarrow 4n>\dfrac{1}{\epsilon}-2 \Rightarrow n>\dfrac{1}{4\epsilon}-\dfrac{1}{2}
\]
因此,我们可以选择$N=\left\lceil\dfrac{1}{4\epsilon}-\dfrac{1}{2}\right\rceil$,其中$\left\lceil x \right\rceil$表示不小于$x$的最小整数。
步骤 4:验证
当$n>N$时,$\dfrac{1}{4n+2}<\epsilon$,因此$\left|\dfrac{3n+1}{2n+1}-\dfrac{3}{2}\right|<\epsilon$,满足数列极限的定义。