高等数学中数列极限定义的处理方法

时间:2025-07-08

第!*卷第+期!""!年)月

沈阳工业大学学报

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文章编号:#"""$#)*)(!""!)"+$"!)’$"+

关于高等数学中数列极限定义的处理方法

章海峰

(抚顺职业技术学院基础部,辽宁抚顺##+#"")

摘关

要:针对在高等数学的教学中,学生对描述数列极限的“语言难以把握和理解的现象,提!"”!键

词:高等数学;数列极限;“语言!"”!

文献标识码:-

出了由实例描述与抽象定义相结合的教学方式,为学生解决这一难点提供了有效的方法(中图分类号:,#*+

因此可以找日常生活中的具体例子与它作类比,

#从极限的产生发展看数列极限教学

早在二千多年前,我们的祖先就已经能够算

出方形、圆形、圆柱等几何图形的面积和体积(公刘徽创立割圆术,就是用圆内接正多边元+世纪,

形面积的极限是圆面积这一思想来近似计算圆周率的,并指出“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至不可割,则与圆合体而无所失矣”(

在西方,阿基米德就曾把半径为#的圆作为圆的内接正多边形的“极限”(通过边数无限增加,求出了!直至意大利文!近似值(在整个中世纪,艺复兴时期,数学家们就曾用各种类型极限来计算面积(牛顿、莱布尼兹以及后来的法国科学家柯西,对于极限已有相当好的直观理解,已可计算一些复杂问题的极限(但是,他们都只是直观感受到极限的存在,从没有给极限下过定义(在之后的约一个世纪时间里,极限的纯粹直观概念阻滞了微积分发展的进程(#.’*年法国数学家达郎贝尔提出:微积分的逻辑基础最终将归之于极限概念(直到#&世纪)"年代,法国数学家外尔斯特拉斯提出了极限概念的系统阐述,加上实数理论的建立,才使极限概念建立在严密的理论基础之上,而被世人广泛接受(这就是用“,“语言来描!"”!"”!!述极限的精确定义(由此看来,极限的概念以及精确定义,既是微积分理论的基础,也是形成数学抽象思维的基础(

把抽象概念通俗化、现实化,效果良好(

实例:吃面包(

吃的方式是:第一次吃一半(以后每次吃剩余的一半,问何时可把面包吃完?能不能吃完?显然,过程中每次剩余的面包可用数列表示为

!#

(),…,(),…#,!!!

且只要取定一个次数#,面包渣子(

(#)

#

)就存在$!

因此,从理论上来说面包永远吃不完$但实际上只要一直吃下去(次数#无限增大),面包渣会无限接近于()("吃光!$数学上可表示##

)!"或!

#

)%"要多小有多小,这个"在数学上就叫!

如上所述的“无限增大”、“无限接近”、“要多

做数例(#)的极限$

小有多小”是描述性语言,既没有数量的分析,也没有严谨的定义(因而无法应用它在理论上进行推理和论证(必须把它们翻译为数学式子才能得到精确的数学定义,故进行如下转化:

(#)“吃的次数#无限增大”可表示为:#!/$

(!)“面包渣子(##

)无限接近于"或!

#

)$"要多小有多小”可用一系列不等式来!

表示(

##

)和"接近程度或!

##),即%"&#%"小的程度是!#""#""!,解不等式得#’),说明有一串不等式满足"")

如果要求(

!用实例的描述语言向抽象定义转化

在教学中,因为极限概念具有高度的抽象性

以及它所表达的定义内容和现实例子难于接口(

收稿日期:!""#$"%$!&

作者简介:章海峰(#&’%$),男,河北宛平人,抚顺职业技术学院高级讲师(

"’’要求,即

沈阳工业大学学报第"-卷

!!!!

,…,$$!!""!$$"%!$$"#

!!,…#!$"!$$"如果认为

!!

不够小,要求#!$"!$$"

(,)本质上!是一个常!是任意给定的正数,

数,但它具有两重性:一是任意性,它不是一个固定的常数,它在*(#!)*"!中表示(#与)无限接近的程度;二是相对固定性,就相!一旦选定,对固定为数量是!的数;

(-)在考察数列极限存在的过程中,只针对至于#%’以后的所有项(#满足*(#!)*"!,之前的项对该极限无影响;

(&)在邻域()!!,中,分析当#!()+!)这时解得#%!’,于是又有一串$!$!&,

!$$$$$

不等式满足要求

"!#!$"!$!&"!%!$"!$!&,…,"

#!$"!$!&,…经过两次验证,(

"

)#

和$接近程度可以小于!$!&,

但对极限过程来说还远没有完成&因为!$!&这个数对于

“衡量”无限接近于$来说仍然很大,因此必须对更小的数进行验证,可是比!$!&小的数仍有无限个,不可能一一验证&为此可先给定一个任意小的正数!,令#!(,看能否找到一

个正整数’,

使得在’项之后的所有项与$的接近程度都小于!,如果这样的数存在,就说("

#

与$无限接近或说"

)#

!$达到了要多小有

多小的要求,于是$就是数列的极限&显然这样的验证具有普遍的意义&于是可以得出数列{(#}无限接近于常数)的 …… 此处隐藏:3716字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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