序列及其极限
子序列
子序列是你通过有选择地阅读一个序列而得到的东西——保留某些项,跳过另一些,但绝不倒退。想象快速翻阅一本厚书,只按顺序读第 1、4、5、9……章:你保持原有顺序,挑出无穷多项。
正式地说,给定序列 (a_n),选取严格递增的索引 n_1 < n_2 < n_3 < ...;所得序列 (a_{n_k}) 即为子序列。严格递增的要求正是禁止重用或重排各项的所在,它迫使 n_k >= k,因此子序列在索引上总像其母序列一样奔向无穷。
子序列是使发散与极限行为聚焦的透镜。一个基本事实是:若 a_n -> L,则每个子序列也收敛到 L。其逆否命题是一个有力的发散判别法——若两个子序列趋于不同的极限,则原序列不可能收敛。作为子序列极限出现的值称为子序列极限,它们直接喂给上极限与下极限的概念。
从 a_n = (-1)^n 出发,偶索引子序列 a_{2k} = 1 收敛到 1,而奇索引子序列 a_{2k-1} = -1 收敛到 -1。两个不同的子序列极限证明母序列发散。
不同的子序列极限是发散的干净凭证。
子序列必须保留无穷多项;你不能在有限多项之后停下。条件 n_1 < n_2 < ... 是针对无穷多个索引的。
另见