Q.E.D.
Bu tasdiqning teskarisi ham o'rinli.
- Tasdiq. Har qanday ketma-ketlikning limit nuqtasi shu ketma-ketlikning qismiy limiti bo'ladi.
Isbot. Faraz qilaylik, a nuqta {xn} ketma-ketlikning limit nuqtasi bo'lsin, ya'ni
yotsin.
a nuqtaning istalgan ε-atrofida {xn} ketma-ketlikning cheksiz ko'p elementlari
{ }
2
3
4
n
n
Musbat ε ga ketma-ket 1, 1 , 1 , 1 , ... qiymatlarni berib, shunday a − 1 , a + 1
intervallarni olamizki, bu intervallarning har birida xn ketma-ketlikning cheksiz
Birinchi (a − 1, a + 1) interva lda ketma-ketlikning k1 nomerli biror elementini
ko'p elementlari yotadi.
2 2 1 1 3 3
{ }
va hokazo elemetlarni tanlaymiz. Natijada shunday xkn qismiy ketma-ketlik
tanlaymiz, ikkinchi
a − 1 , a + 1
intervalda k2 > k1 nomerli, uchinchi
a − 1 , a + 1
intervalda k3 > k2 nomerli, ..., n- interval
a − n , a + n
da kn > kn−1 nomerli
olamizki,
x ∈ a − 1 , a + 1
| xkn − a| < n,
{ } { }
ya'ni xkn ketma-ketlik a songa yaqinlashadi. Bu esa, o'z navbatida, a soni xn
ketma-ketlikning qismiy limiti ekanini anglatadi.
Q.E.D.
Umuman aytganda, har qanday ketma-ketlikda qismiy limitlar ko'p bo'lishi mumkin, ammo ularning ichida eng kattasi va eng kichigi ayniqsa katta ahamiyatga egadir.
Ta'rif. Ketma-ketlikning eng katta qismiy limiti bu ketma-ketlikning yuqori
limiti deyiladi.
Agar { xn} ketma-ketlikning yuqori limitini a desak, u quyidagi simvol
a = lim xn (2.4.1)
n→∞
orqali belgilanadi.
Xuddi shunga o'xshash ketma-ketlikning quyi limiti aniqlanadi.
Ta'rif. Ketma-ketlikning eng kichik qismiy limiti bu ketma-ketlikning quyi limiti deyiladi.
Agar {xn} ketma-ketlikning quyi limitini a desak, u quyidagi simvol
a = lim xn (2.4.2)
n→∞
orqali belgilanadi.
−
{ − }
Yuqorida, ikkita qismiy limitga ega bo'lgan ketma-ketlikka misol sifatida, ( 1)n ketma-ketlik keltirilgan edi. Bu misolda qismiy limitlar 1 va 1 ga teng. Turgan gap, bu holda
lim xn = 1, lim xn = −1.
n→∞
n→∞
Albatta, o'z-o'zidan quyidagi savol tug'uladi: har qanday ketma-ketlikda ham limit nuqtalar bormi? Agar ketma-ketlik chegaralangan bo'lsa, bu savolga javob ijobiy bo'lar ekan. Bu natija, bir-biridan bog'liqsiz ravishda, chex matematigi B.Bol'sano va nemis matematigi K.Veyershtrass tomonlaridan isbotlangan. Aslida, biz bu yerda bundanda umumiyroq navbatdagi tasdiqni isbotlaymiz. Shuni aytish lozimki, bordiyu ketma-ketlik yagona limit nuqtaga ega bo'lsa, uning yuqori va quyi limitlari o'zaro teng bo'lib, ana shu nuqtadan iborat bo'ladi.
- Teorema. Har qanday chegaralangan ketma-ketlik yuqori va quyi limitlarga
ega.
{ }
Isbot. Shartga ko'ra, xn chegaralangan ketma-ketlik bo'lsin deylik, ya'ni shunday
A va B o'zgarmaslar mavjudki, ular uchun
A ≤ xn ≤ B
munosabat o'rinli.
{ }
Bu tengsizliklar xn ketma-ketlikning barcha elementlari [ A, B] kesmada yotishini anglatadi.
Avval biz [A, B] kesmani
A + B
2 nuqta orqali ikkita teng kesmalarga ajratamiz.
Bu ikki kesmalardan ketma-ketlikning cheksiz ko'p elementlarini o'z ichiga olganini
[ a1, b1] simvol orqali belgilaymiz. Bordi-yu, har ikkala kesma ham ketma-ketlikning cheksiz ko'p elementini o'z ichiga olsa, [ a1, b1] sifatida bu kesmalardan o'ng tarafdagisini olamiz.
So'ngra, tanlangan [ a1, b1] kesmani ikkita teng kesmaga bo'lamiz va [ a2, b2] simvoli orqali ulardan ketma-ketlikning cheksiz ko'p elementlarini o'z ichiga olganini belgilaymiz. Yana, bordi-yu, har ikkala kesma ham ketma-ketlikning cheksiz ko'p elementlarini o'z ichiga olsa, [ a2, b2] sifatida bu kesmalardan o'ng tarafdagisini olamiz.
Bu jarayonni davom ettirib, biz shunday ichma-ich joylashgan kesmalar ketma-
ketligini olamizki, n- qadamda qurilgan [an
Dostları ilə paylaş: |