序列及其极限
序列
想象一排没有尽头的编号座位,每个座位恰好对应一个号码:第一个、第二个、第三个,如此永远排下去。序列正是如此——一个有序的、永不终止的数值清单,每个自然数对应一项。与可以完整写出的有限清单不同,序列有第一项却没有最后一项。
严格地说,实数序列是一个从自然数到实数的函数 a,记为 a: N -> R。我们通常把第 n 个索引处的值写作 a_n 而非 a(n),并把整个序列记为 (a_n) 或 (a_1, a_2, a_3, ...)。索引 n 只是记录位置的标签;顺序至关重要,且允许重复,因此序列与其取值构成的集合并不相同。
整个分析学的研究由此发端,因为几乎所有的极限过程——级数的收敛、连续性、导数、积分——都可以用某个恰当序列在索引趋于无穷时的行为来表述。切勿把序列(一个有序的无穷清单)与级数(这样一个清单的求和)混为一谈;二者是用同样的原料造出的不同对象。
序列 a_n = 1/n 即 (1, 1/2, 1/3, 1/4, ...);序列 b_n = (-1)^n 即 (-1, 1, -1, 1, ...)。二者都是完全合法的序列,尽管只有第一个会稳定下来。
序列可以收敛、振荡或无限增长——是序列这件事本身并未说明它的命运。
索引常从 n = 1 开始,但从 n = 0(或任意固定整数)开始同样常见;这对收敛性毫无影响,因为只有最终的行为才重要。
又称
另见