O\x27Stolz定理

生活百科 2023-01-25 21:22生活百科www.aizhengw.cn

O\x27Stolz定理

O'Stolz定理是处理数列不定式极限的有力工具,一般用于/∞型的极限(即分母趋于正无穷大的分式极限,分子趋不趋于无穷大无所谓)、0/0型极限(此时要求分子分母都以0为极限)。O'Stolz定理用于数列,它有函式形式的推广,这两个都可以认为是洛必达法则的离散版本。

基本介绍

  • 中文名O'Stolz定理、施笃兹定理、施托尔兹定理
  • 外文名The O'Stolz theorem
  • 性质定理
  • 学科数学
  • 用于不定式数列极限

定理简介

(
型) 设数列
满足①
严格单调递增 ②
(其中
可以为有限实数、
)
这个是较常用的版本
(
型) 设数列
满足①
严格单调递减且趋于零 ②
(其中
可以为有限实数、
)

证明过程

一、
(当
为有限实数时)由
,当
时,
, 即
(这里可以把
乘到不等号另一边是因为
严格单调递增,所以
,乘到不等号另一边时不变号)
又由
,∴
,当
时,
(这里是根据数列趋于正无穷大的定义),∴
(注一)
,当
时,从
式累加,有
累加得
同除
(还是因为
严格单调递增,
),还注意到
,因为

,由
,且
是常数,因为
是确定的下标!由极限的四则运算法则,
(注二),
,同理
,再由极限的四则运算法则,
[1]
__________________________________________________________________________________________
为了方便初学者,这里解释一下以上的跳步。注意以下的注里出现的符号与上面证明的符号是分开的!比如注一的
与证明里的
不同啊,初学者不要搞混
注一我们可以证明,若
,则
证明由
,当
时,
,∴
,当
时,
,即
注二由注一,
,可推出
,相当于去掉了第一项,极限是趋于无穷的行为,有没有这一点对极限毫无影响,后面的
也是如此,这一点是可以证明的,这里略去。可以看[2]的第4题的证明过程。
还有倒数第二段那里一堆的使用极限四则运算法则,严谨性是达到了,为了初学者能正确掌握,看起来很繁琐,其实这段里面的一些步骤在已经学了数学分析的同学眼里是已知的,无须写出来的。所以如果你要在正式场合写该定理的证明,以上证明中的"因为"后面的解释说明和倒数第二段的繁杂过程可以删减,按你的意愿做相应简化即可。

一个例子

例求极限
(k为正整数)。
解令
由O'Stolz定理
=
=

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