序列及其极限

收敛

收敛是序列可能拥有的好命运:它的各项朝着唯一一个有限的归宿安顿下来并停留在那里。可以想象一段嘈杂的电台信号逐渐调准,直到你听见一个清晰的音——杂音渐渐消退,一个确定的值浮现出来。

准确地说,若序列具有(有限的)极限,即存在实数 L 使得 a_n -> L,则称该序列收敛。收敛的序列称为收敛序列,不收敛的称为发散序列。注意对“有限”的坚持:按标准约定,一个奔向无穷的序列即使行为十分规整,也不算收敛。

收敛是序列尾部的性质,而非任何有限段初始项的性质:改变、删除或插入有限多项既不能制造也不能破坏收敛,更不能改变极限。这正是分析学家常说某事“对一切充分大的 n”成立的原因——前一千项或前十亿项与序列是否收敛毫不相干。

序列 a_n = 1/2^n = (1/2, 1/4, 1/8, ...) 收敛到 0。在它前面加上一百个任意项也丝毫不改变这一点:它仍收敛到 0。

收敛只取决于尾部,绝不取决于有限多个初始项。

每个收敛序列都有界,但反之不然:(-1)^n 有界却不收敛。有界对收敛是必要的,但不充分。

又称
convergent sequence收敛序列收斂數列