數列及其極限

發散

如果說收斂是數列安頓到某一處,那麼發散就是其餘一切情形的統稱:數列就是不肯歸向單一的有限值。這可以以不同方式發生——或爆漲至無窮,或永遠振盪,或漫無目的地遊蕩而始終不作承諾。

正式來說,若數列不收斂,即不存在有限實數 L 使 a_n -> L,則稱其發散。因此發散是被否定地定義的,即收斂條件的失敗。有兩類重要的子情形值得點名:數列可能發散到無窮(增長超過每個界),也可能因振盪而發散(在永不調和的若干值之間跳來跳去)。

一個常見的失誤是以為不收斂的數列必定奔向無窮。並非如此:有界數列 (-1)^n 雖困於 [-1, 1] 之內卻仍發散。發散僅僅是極限的缺失,別無其他;而證明發散通常意味著給出兩個具有不同極限的子序列,或證明各項逃出每個固定的界。

a_n = (-1)^n 因振盪而發散:偶數項為 1,奇數項為 -1,故有兩個子序列分別以 1 和 -1 為極限。與此同時 a_n = n 發散到無窮。二者都發散,但原因不同。

發散既包含無界增長,也包含有界振盪。

又稱
divergent sequence发散序列發散數列