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@@ -669,6 +669,8 @@ $\therefore\lim\limits_{n\to\infty}a_n=\dfrac{2}{3}$
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单调性可以通过求导来得到,有界性可以结合式子和单调性来得到,或者使用裂项相消法和放缩法来得到一个类似夹逼定理的上下界。
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如何判断是否使用单调有界准则?根据递推关系式,如果对两边求极限能得出极限值那么必然是单调有界准则,否则就使用递推表达式转换为等比数列或等差数列。
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\paragraph{通项公式} \leavevmode \medskip
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\textbf{例题:}$x_0=0$,$x_n=\dfrac{1+2x_{n-1}}{1+x_{n-1}}(n\in N*)$,求$\lim\limits_{n\to\infty}x_n$。\medskip
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@@ -701,6 +703,8 @@ $\therefore\lim\limits_{n\to\infty}x_n=\dfrac{1+\sqrt{5}}{2}$。
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许多题目只给出样子,连通项公式都不会给出,只会给出一个复杂递推公式,其中包括开根号,倒数,甚至只是举例。这种题目就必须使用单调有界准则来完成,甚至还需要其他的技巧。\medskip
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难点就是确认上下界,根式用乘除,和式用加减。
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\textbf{例题:}求出数列$\sqrt{2}$,$\sqrt{2+\sqrt{2}}$,$\sqrt{2+\sqrt{2+\sqrt{2}}}$$\cdots$的极限。
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解:根据数列样式,无法通过普通的通项公式来表达,所以需要考虑使用递推式来表示:$x_{n+1}=\sqrt{2+x_n}$。
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@@ -737,6 +741,30 @@ $x_{n+1}-x_n=\sqrt{2+x_n}-x_n=\dfrac{2+x_n-x_n^2}{\sqrt{2+x_n}+x_n}=\dfrac{-(x_n
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解得$A=\sqrt{2}$,即$\lim\limits_{n\to\infty}a_n=\sqrt{2}$。
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\textbf{例题:}设$x_1=\sqrt{a}$($a>0$),$x_{n+1}=\sqrt{a+x_n}$,求极限。
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解:$x_1=\sqrt{a}$,$x_2=\sqrt{a+\sqrt{a}}$,$a_n=\sqrt{a+\cdots\sqrt{a+\sqrt{a}}}$所以可得单调递增。
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$x_{n+1}=\sqrt{a+x_n}$,$x_{n+1}^2=a+x_n$,$x_{n+1}=\dfrac{a}{x_{n+1}}+\dfrac{x_n}{x_{n+1}}$。
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由单调性$x_{n+1}\geqslant x_n\geqslant x_1=\sqrt{a}$,$x_{n+1}\leqslant\dfrac{a}{x_{n+1}}+1\leqslant\sqrt{a}+1$,即有上界。
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单调有界准则,$a_n$单调增且有上界,令极限为$A$,$A=\sqrt{a+A}$,解得$A=\dfrac{1\pm\sqrt{1+4a}}{2}$,负根舍去。
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\textbf{例题:}$x_1=a\geqslant0$,$y_1=b\geqslant0$,$a\leqslant b$,$x_{n+1}=\sqrt{x_ny_n}$,$y_{n+1}=\dfrac{x_n+y_n}{2}$($n=1,2,\cdots$),证明$\lim\limits_{n\to\infty}x_n=\lim\limits_{n\to\infty}y_n$。
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解:$x_1=a$,$x_2=\sqrt{a\cdot a}\geqslant\sqrt{a^2}=a$,$\therefore x_n$单调递增。
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$y_1=b$,$y_2=\dfrac{a+b}{2}\leqslant\dfrac{2b}{2}=b$,$\therefore y_n$单调递减。
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$x_{n+1}^2=x_ny_n$,$x_{n+1}=\dfrac{x_n}{x_{n+1}}y_n\leqslant y_n=b$,$\therefore x_n$有上界。
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$y_{n+1}=\dfrac{x_n+y_n}{2}$,$x_n+y_n=2y_{n+1}$,$y_n=x_n-2y_{n+1}$,又$y_n$单调递减,所以$y_{n+1}\leqslant y_n$,$\therefore y_n\geqslant x_n-2y_n$,$3y_n\geqslant x_n$,$\therefore y_n$有下界。
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所以根据单调有界准则,都有极限,令$\lim\limits_{n\to\infty}x_n=A$,$\lim\limits_{n\to\infty}y_n=B$。
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代入第二个式子,$B=\dfrac{A+B}{2}$,解得$A=B$。
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\subsection{数列和}
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使用放缩法进行夹逼定理失败时可以使用定积分定义。
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Binary file not shown.
@@ -616,7 +616,7 @@ $\therefore\dfrac{\textrm{d}\alpha}{\textrm{d}x}=\dfrac{y''}{1+y'^2}\Rightarrow\
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$\therefore \textcolor{aqua}{\textbf{定理:}}k=\left\lvert\dfrac{\textrm{d}\alpha}{\textrm{d}s}\right\rvert=\dfrac{\vert y''\vert}{(1+y'^2)^{\frac{3}{2}}}$。
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对于参数方程,$k=\dfrac{\vert y''x'-y'x''}{\left(x'^2+y'^2\right)^{\frac{3}{2}}}$。
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对于参数方程,$k=\dfrac{\vert y''x'-y'x''\vert}{\left(x'^2+y'^2\right)^{\frac{3}{2}}}$。
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\subsection{曲率半径}
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