淺談數列的極限

黃玉蘭

（湖南工業職業技術學院數理教研室）

淺談數列的極限

黃玉蘭

（湖南工業職業技術學院數理教研室）

結合古代的極限思想，介紹了數列極限的概念和求數列極限的基本方法——觀察法，通過舉例并總結了常見數列的極限。

概念；極限思想；觀察法

極限是高等數學中一個非常重要的知識點，而作為極限中最基礎的內容——數列的極限，是學習極限的入門知識。接下來介紹極限的概念以及求數列極限的基本方法——觀察法。

一、古代的極限思想

極限思想在我國已有很深的淵源，早在公元263年，劉徽（注解了《九章算術》）就提出了“割圓術”，大概思路如下圖所示：

在面積為S的圓內作內接三角形，三角形的面積記為S1，再作內接正六邊形，面積記為S2，再作內接正十二邊形，面積記為S3，如此下去，得到一個數列，從幾何直觀上不難看出，當n無限增大時，Sn無限地接近圓的面積S。

《莊子·天下篇》中提到：一尺之槌，日取其半，萬世不竭。第一天取，第二天取，第三天取1，如此下去，這是一個公比為的等比數列。隨著n的逐漸增大，所取的長度越小，越來越趨近于0。

由以上兩個例子我們可以看到，當n越大，數列的項越來越向一個確定的常數靠近，這個常數就是我們數學上講的數列的極限。

二、數列極限的概念

根據定義注意以下三點：

（1）若極限存在，極限必唯一。

（2）xn→A表示xn趨近于A，并不一定能取到A。

（3）常數列的極限為該常數本身。

根據極限的定義可知，求數列的極限主要看當n增大時，數列項的趨勢。

三、用觀察法求數列極限

觀察法：通過觀察數列項的趨勢，以此來判斷數列是否存在極限以及極限是多少。下面通過舉例來介紹這個方法結算方式：

例3.判斷數列an=（-1）n的極限是否存在？

解：列出前面幾項為：-1，1，-1…，-1與1交替出現，沒有趨近某個確定的常數，所以極限不存在。

例4.判斷數列an=（-2）n的極限是否存在？

解：列出前面幾項為：-2，4，-8…，正負值交替出現，值越來越趨近無窮大，不趨近某個確定的常數，所以極限不存在。

以上均為等比數列求極限情況，下面可以對等比數列的極限情況總結一下：

下面來看幾個冪數列的極限情況：

例5.判斷數列an=n3的極限是否存在？

解：列出前面幾項為：1，-8，27，…，正負值交替出現，值越來越趨近無窮大，不趨近某個確定的常數，所以極限不存在。

對于冪數列的極限情況可總結如下：

最后我們來看一個比較特殊的數列：

四、小結

數列極限是極限知識的基礎知識，以上對等比數列、冪數列極限公式的總結也可以推廣到求函數的極限。觀察法是求數列極限最直觀的方法，當然任何方法都不是萬能的，在計算中要學會方法與方法的結合。

周志燕，程黃金.高等數學［M］.東北大學出版社，2014：11-15.

·編輯溫雪蓮

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A

黃玉蘭，出生于1983年，湖南婁底人，碩士研究生，講師，研究方向：數學教育，數學規劃及其物流中的應用。