基础:何谓分析
估计
估计是关于大小的一种有控制的论断,好比说“这只行李箱至多 20 公斤”,而不必精确称到克。你并不把那个量钉死——而是用一个你确实能论证的界把它圈住,而那道围栏往往就是你所需要的全部。
在分析中,估计是一条界定某量大小的不等式,典型地形如 |某量| <= (某个可掌控的东西)。上方估计表明一个量不太大(于是当界很小时它就很小);下方估计表明它不太小。给出恰当的估计——既不弱到无法得出结论,也不比必要的更难证明——是这门学科的核心手艺;估计简直就是分析论证的流通货币。
好的估计是可复用的:三角不等式、界 |sin x| <= 1、几何级数的界,以及中值不等式 |f(b) - f(a)| <= M|b - a|,处处反复出现。需诚实地补充:估计是一种单向的陈述。知道 |a_n| <= 1/n 便能告诉你 a_n -> 0,但一个仅说 |a_n| <= 5 的界对收敛性毫无所言——那个界必须收缩,或与 epsilon 挂钩,才能真正发挥作用。
要证明 (n + 1)/(n^2 + 1) -> 0,作估计 (n + 1)/(n^2 + 1) <= (n + n)/n^2 = 2/n(当 n >= 1)。既然 2/n 任意小,原来的项也任意小。粗糙的界 2/n 完成了全部工作——从未算过任何确切的值。
用一个你能驱使其趋于零的、干净的界,替换掉一个杂乱的项。
又称
另见