更改数集的表示方式。

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2022-09-16 07:57:12 +08:00
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\section{实数及其性质}
\begin{definition}
(通用记号约定)数集:\par
$\mathbf{N}$——自然数全体,关于加法和乘法运算封闭;\par
$\mathbf{Z}$——整数全体,自然数集的扩充,$\mathbf{N} \subset \mathbf{Z}$。关于加法的逆运算(减法)也封闭;\par
$\mathbf{Q}$——有理数全体,整数集的扩充。关于加、乘及其逆运算(减、除)封闭;\par
$\mathbf{R}$——实数全体,有理数集的扩充,关于极限运算封闭。
$\mathbb{N}$——自然数全体,关于加法和乘法运算封闭;\par
$\mathbb{Z}$——整数全体,自然数集的扩充,$\mathbb{N} \subset \mathbb{Z}$。关于加法的逆运算(减法)也封闭;\par
$\mathbb{Q}$——有理数全体,整数集的扩充。关于加、乘及其逆运算(减、除)封闭;\par
$\mathbb{R}$——实数全体,有理数集的扩充,关于极限运算封闭。
\end{definition}
\begin{theorem}
(有理数的稠密性)$\forall a, b \in \mathbf{R}$$a < b$$\exists r \in \mathbf{Q}$s.t. $a < r < b$
(有理数的稠密性)$\forall a, b \in \mathbb{R}$$a < b$$\exists r \in \mathbb{Q}$s.t. $a < r < b$
\end{theorem}
\begin{definition}
(上界、下界、有界、无界) $A$为非空数集。若$\exists M \in \mathbf{R}$s.t. $\forall x \in A$,有$x \leq M$,则称$M$$A$的一个\textbf{上界}。若$\exists m \in R$s.t. $\forall x \in A$,有$x \geq m$,则称$m$$A$的一个\textbf{下界}。若$A$既有上界又有下界,则称 $A$ \text{有界},否则称 $A$ \textbf{无界}
(上界、下界、有界、无界) $A$为非空数集。若$\exists M \in \mathbb{R}$s.t. $\forall x \in A$,有$x \leq M$,则称$M$$A$的一个\textbf{上界}。若$\exists m \in R$s.t. $\forall x \in A$,有$x \geq m$,则称$m$$A$的一个\textbf{下界}。若$A$既有上界又有下界,则称 $A$ \text{有界},否则称 $A$ \textbf{无界}
\end{definition}
\begin{definition}
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\section{数列和收敛数列}
\subsection{收敛和发散}
\begin{definition}
(收敛)设数列$\{ a_n \}$$a \in \mathbf{R}$。若$\forall \varepsilon > 0$$\exists n_0 \in \mathbf{N}$,使得$\forall n > n_0$,都有$\vert a_n - a \vert < \varepsilon$则称数列数列$\{ a_n \}$\textbf{收敛}$a$$n$趋于无穷时),记为$\lim \limits_{n \to \infty} a_n = a$$a_n \to a \ (n \to \infty)$$a$称为$\{ a_n \}$的极限。
(收敛)设数列$\{ a_n \}$$a \in \mathbb{R}$。若$\forall \varepsilon > 0$$\exists n_0 \in \mathbb{N}$,使得$\forall n > n_0$,都有$\vert a_n - a \vert < \varepsilon$则称数列数列$\{ a_n \}$\textbf{收敛}$a$$n$趋于无穷时),记为$\lim \limits_{n \to \infty} a_n = a$$a_n \to a \ (n \to \infty)$$a$称为$\{ a_n \}$的极限。
\end{definition}
\begin{definition}
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收敛的含义:对于$\lim \limits_{n \to \infty} a_n = a$
\begin{enumerate}
\item $\forall \varepsilon > 0$……$\vert a_n - a \vert < \varepsilon$$\varepsilon$可以任意小;
\item $\exists n_0 \in \mathbf{N}$$n$可能与$\varepsilon$有关;
\item $\exists n_0 \in \mathbb{N}$$n$可能与$\varepsilon$有关;
\item $\forall n > n_0$$n$充分大之后。
\end{enumerate}
综上,只要$n$充分大,就能使$a_n$任意接近$a$
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\begin{remark}
$\lim \limits_{n \to \infty} a_n = A$\par
$\Leftrightarrow \forall \varepsilon > 0$, $\exists N \in \mathbf{N}$, s.t. 当$n > N$时,有$\left| a_n - A \right| < \varepsilon$\par
$\Leftrightarrow \forall \varepsilon > 0$, $\exists N \in \mathbf{N}$, s.t. 当$n \geq N$时,有$\left| a_n - A \right| \leq \varepsilon$\par
$\Leftrightarrow \forall \varepsilon > 0$, $\exists N \in \mathbf{N}$, s.t. 当$n > N$时,有$\left| a_n - A \right| < k\varepsilon$$k$为任意非零常数)\par
$\Leftrightarrow \forall \varepsilon \in (0,1)$, $\exists N \in \mathbf{N}$, s.t. 当$n > N$时,有$\left| a_n - A \right| < \varepsilon$(强调$\varepsilon$``任意地小''的部分而不强调``任意地大''的部分)\par
$\Leftrightarrow \forall k \in \mathbf{N}$, $\exists N = N(k) \in \mathbf{N}$, s.t. 当$n > N$时,有$\left| a_n - A \right| \leq \dfrac{1}{k}$
$\Leftrightarrow \forall \varepsilon > 0$, $\exists N \in \mathbb{N}$, s.t. 当$n > N$时,有$\left| a_n - A \right| < \varepsilon$\par
$\Leftrightarrow \forall \varepsilon > 0$, $\exists N \in \mathbb{N}$, s.t. 当$n \geq N$时,有$\left| a_n - A \right| \leq \varepsilon$\par
$\Leftrightarrow \forall \varepsilon > 0$, $\exists N \in \mathbb{N}$, s.t. 当$n > N$时,有$\left| a_n - A \right| < k\varepsilon$$k$为任意非零常数)\par
$\Leftrightarrow \forall \varepsilon \in (0,1)$, $\exists N \in \mathbb{N}$, s.t. 当$n > N$时,有$\left| a_n - A \right| < \varepsilon$(强调$\varepsilon$``任意地小''的部分而不强调``任意地大''的部分)\par
$\Leftrightarrow \forall k \in \mathbb{N}$, $\exists N = N(k) \in \mathbb{N}$, s.t. 当$n > N$时,有$\left| a_n - A \right| \leq \dfrac{1}{k}$
\end{remark}
\section{由已知极限求未知极限}