Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Хабаровская государственная академия экономики и права»
Кафедра математики и математических методов в экономике
Математический анализ
Числовые последовательности и их приложения
Учебное пособие
Хабаровск 2008
2
УДК 517.51
ББК Т 45
Ломакина Е. Н., Тиунчик М. Ф. Математический анализ. Числовые последовательности и их приложения : учеб. пособие. – Хабаровск : РИЦ ХГАЭП, 2008. – 104 с.
Рецензенты:
Кондратьев А. И., зав. каф. прикладной математики ДВГУПС, доктор технических наук, профессор Чеботарёв В. И., зав. лаб. ВЦ ДВО РАН, доктор физ.-мат. наук, профессор
Утверждено издательско-библиотечным советом академии в качестве учебного пособия
©Ломакина Е. Н., Тиунчик М. Ф., 2008
©Хабаровская государственная академия экономики и права, 2008
|
3 |
|
Содержание |
Введение................................................................................................................. |
4 |
Глава 1. Множества..…………………………………………………………….5 |
|
Упражнения………………..…………………………………….........12 |
|
Глава 2. Числовые последовательности………..………………………..........19 |
|
Упражнения…………………………..………………………….........30 |
|
Глава 3. Теория пределов последовательностей…..………………………….34 |
|
3.1.Определение предела последовательности…..…………………....34
3.2.Бесконечно большие последовательности…..…………………….38
3.3.Бесконечно малые последовательности и их свойства……..…….41
3.4.Основные свойства сходящихся последовательностей……..…....46
3.5.Предел суммы, произведения, частного и
степенно-показательного выражения…………………………….48
3.6. Особые случаи и неопределённые выражения…..………………..50 3.7. Предельный переход в равенстве и неравенствах…..........……….54
3.8.Пределы монотонных последовательностей………..…………….56
3.9.Принцип стягивающихся отрезков…………..…………………….59
3.10. Число Эйлера е ………………………..…………………………...60
3.11.Некоторые приложения понятия предела……..…………………65 3.12. Определение и основные свойства
подпоследовательностей………………………………………....66
3.13. Критерий Коши………………………………………………….....69 Упражнения………………………………………………………71
Глава 4. Арифметическое n-мерное пространство…………………………....79
4.1.Определение арифметического n-мерного пространства..……….79
4.2.Последовательности точек пространства Rn и их пределы…..….83
4.3.Некоторые геометрические вопросы пространства Rn ………...…88
4.4.Ограниченные, открытые, замкнутые, связные и
выпуклые множества в пространстве Rn………………………..92
Упражнения………………..……………………………………….100
4
Введение
Учебное пособие соответствует государственному стандарту дисциплины «Математический анализ» для студентов специальности «Математические методы в экономике». Оно может быть использовано для экономических специальностей с углубленным изучением общего курса математики (экономическая теория, антикризисное управление, экономика труда, статистика).
Впособии подробно изложена теория пределов последовательностей
водномерном и n-мерном арифметических пространствах. Имеются некоторые приложения, в том числе экономического содержания. Теоретические положения и выводы иллюстрируются n примерами. Имеется значительный набор упражнений для закрепления изучаемого материала на практических занятиях и при самостоятельной работе.
Фактически пособие является введением в математический анализ, и будет применяться в теории пределов функций одной и многих переменных, в теории рядов, дифференциальном и интегральном исчислениях.
5
Глава 1. Множества
В математике при формулировке определений и теорем используют-
ся слова «существует», «существует единственный», «для любого» и др.;
для краткости записи вместо этих слов будем использовать логические символы (знаки):
–существует, найдётся;
!– существует единственный;
–любой, всякий, каждый;
–следует, влечёт за собой;
–равносильно, тогда и только тогда, необходимо и достаточно;
–принадлежит;
|
|
или – не принадлежит. |
|
|
Символ |
называется квантором существования, |
а символ |
– |
|
квантором общности. При отрицании утверждения знак |
меняется на |
|||
знак , а |
– на знак . |
|
|
|
Одним из исходных и неопределяемых понятий в математике является понятие множества. Создатель теории множеств Георг Кантор дал следующее определение: «Множество (совокупность, семейство) – это собрание определённых и различных объектов нашей интуиции или интеллекта, мыслимое в качестве целого. Объекты, составляющее множество, называются его элементами».
Запись x X означает, что элемент x принадлежит множеству X ( x входит в множество X ). Определённое (конкретное) множество будет считаться заданным, если относительно любого элемента (объекта, предмета) верно одно и только одно их двух утверждений: либо этот элемент входит в данное множество, либо не входит (элемент не принадлежит этому множеству).
Множества задаются двумя способами: либо с помощью перечисления элементов данного множества, либо с помощью указания характеристического свойства элементов этого множества. Множество X , состоящее из элементов x , обладающих свойством P , обозначается
|
Х |
х : Р . |
Множество, не содержащее элементов, называется пустым и обозна- |
||
чается символом |
. |
|
Множество называется конечным, если можно говорить о числе его элементов, т.е. если количество элементов можно выразить каким-то целым положительным числом. В противном случае оно называется бесконечным множеством. У пустого множества число элементов равно нулю.
Определение 1. Множество X называется подмножеством множе-