2023數(shù)分Day4+5(Cauchy命題/平均值定理+Stolz公式)
一、整體
Day4不難,就是基本的極限概念,分段來(lái)做。
Day5技巧稍微強(qiáng)一點(diǎn),理解清楚Stolz公式;也涉及一些Taylor公式的運(yùn)用
二、需要復(fù)習(xí)的
1、繼續(xù)復(fù)習(xí)單調(diào)有界定理,對(duì)其應(yīng)用加深理解
2、如何構(gòu)造一個(gè)分母為單調(diào)遞增趨于∞,可以好好學(xué)習(xí)
3、Stolz公式




4、Toeplitz定理?


三、具體題目
Day4:Cauchy命題(平均值定理)
1【西南交大】
a可以分成有限數(shù)和+∞來(lái)做。
思路就是分成兩部分去做,寫出{an}極限為a的定義,然后分成前N項(xiàng)和后(n-N)項(xiàng),然后分段放縮;
+∞情況也類似,也是寫出{an}極限為+∞的情形,然后拆成兩段,利用保號(hào)性,分兩段得出最終的值要>M,說明極限就是+∞,注意利用保號(hào)性,有一點(diǎn)技巧,最終是為了湊一個(gè)完美的M

2【長(zhǎng)安大學(xué)】
寫出極限為+∞的定義,然后分成兩段,利用保號(hào)性,最后合并保證取到最完美的M。
注意這個(gè)保號(hào)性取的時(shí)候有技巧,an>3M也是為最終完美的M服務(wù)

3【華南理工】
觀察要求的和題干中差了(n-1)項(xiàng);
再取極限,然后利用極限的四則運(yùn)算以及題干中極限為a,湊出n-1,最后得到極限為0.
注:本題重點(diǎn)在觀察已知和題干要求的關(guān)系,要先利用已知來(lái)表達(dá)?。。。。。?/strong>

4【暨南大學(xué)】
法一仍然是分段做,方法同題1;
法二要單獨(dú)考慮a是否為0,兩種情況討論;
先考慮a=0,然后如果a≠0,就記bn=an-a(→0)即可,便可以用a=0的情形來(lái)做了。

總結(jié):這四道題考察語(yǔ)言敘述,多練,有助于對(duì)極限定義理解加深以及分段思想(極限思想)的更深刻理解
Day5:Stolz公式
對(duì)于分母有嚴(yán)格要求的,對(duì)于分子可以是*,也可以是+∞
1【吉林大學(xué)】
由于分母滿足使用Stolz公式的條件,所以用一下,然后得出極限為1/4

2【電子科大】
【概念辨析】題干的這個(gè)C^2[0,1]什么含義?
它的含義是定義在閉區(qū)間[0,1]上連續(xù)兩次可導(dǎo)的函數(shù)集合。這里的2代表函數(shù)的可導(dǎo)次數(shù)。
具體地說,一個(gè)函數(shù)f(x)屬于C^2[0,1],意味著它在閉區(qū)間[0,1]上連續(xù),并且它的一階導(dǎo)數(shù)f'(x)和二階導(dǎo)數(shù)f''(x)也在該區(qū)間上都存在且連續(xù)。它表示函數(shù)空間的一個(gè)子空間,包含了所有在閉區(qū)間[0,1]上連續(xù)兩次可導(dǎo)的函數(shù)。
【具體做法】
1問:先利用數(shù)學(xué)歸納法得出an在(0,1)之中,有界;
再去相減,利用題干信息,得到單調(diào)遞減;利用單調(diào)有界定理,得到極限收斂,然后設(shè)為a,由于它是單調(diào)遞減,且an范圍在(0,1);所以a∈【0,1)(這里0是閉區(qū)間很關(guān)鍵);我們接著假設(shè)a∈(0,1),發(fā)現(xiàn)兩邊取極限之后與題干信息矛盾,因此a=0;
2問:為了使用Stolz公式,對(duì)于nan這個(gè)式子,如果把n放到分母上變成1/n,就不滿足分母要嚴(yán)格遞增趨于+∞的要求,所以,把a(bǔ)n放到分母做可以滿足要求。注意把a(bǔ)n+1化成f(an),然后具體的分子分母值需要用一下Taylor公式來(lái)做,最后算出結(jié)果。(恰好符合C^2[0,1]有二階可導(dǎo)連續(xù)的函數(shù)的含義)
注:往往第1問是在為第2問做鋪墊,an極限為0,恰好取倒數(shù)放到分母就是嚴(yán)格單調(diào)遞增趨于+∞;


3【上財(cái)】
觀察題干,有根號(hào),往往要平方去做;
先去證明xn單調(diào)遞增發(fā)散,為后續(xù)做鋪墊;
先利用數(shù)學(xué)歸納法說明xn>0,有下界;
然后得到{xn}單調(diào)遞增;我們假設(shè)它收斂有極限a,通過兩邊取極限,發(fā)現(xiàn)1/a=0,這樣的a不存在,所以{xn}不收斂,就是一個(gè)單調(diào)遞增發(fā)散到+∞的數(shù)列;
然后對(duì)于題干要求的式子,使用Stolz公式即可,xn用含xn-1的式子來(lái)代換,最終得到極限為2,收斂,且原極限為根號(hào)2,也可以知道{xn}的等價(jià)量是根號(hào)下2n.

4【廈大,南京師大】
想利用Stolz公式,但是發(fā)現(xiàn)題干的極限式子沒有分母,但是發(fā)現(xiàn)題干有個(gè)k是在0-1之間的,想到取個(gè)倒數(shù)不就有分母了,于是令λ=1/k,這樣做,然后通分,分母是λ^n,可以用Stolz公式了,然后最后一步利用{an}極限為a,且1/λ=k,得到最后結(jié)果為a/(1-k).

補(bǔ)充題:2道2021-2022電子科大考察Stolz公式的真題

