每日一题(11):证明数列发散
题:设 ,证明数列 发散 心路历程: 1、对于一个数列,如果是收敛的,那么如果将这个数列按照一定的间隔抽取出各个数项、构成的“子数列”也是收敛、且各个子数列具有相同的收敛目标的; 2、反之,如果各个子数列中有任意一个子数列不收敛、或收敛目标与其它子数列具有不同的收敛值,那么原始数列就不是收敛的; 3、观察题目中的计算式,明显有一个正弦因子,随着数列的增长,这个正弦因子明显存在着周期性,因而可以从这个特点着手,尝试解决问题。 证明: 将原始数列分拆成四个子数列,如下: 第一象限数列: 第二象限数列: 第三象限数列: 第四象限数列: 以上分割出来的四组子数列,全部收敛于相同值才能充分确保原数列收敛;有任意一个数列与原始数列不同收敛、或有任意两个子数列彼此不同时收敛,则均可以证明原始数列不收敛。因而只需使用第一象限数列和第四现象数列即可解决问题: 第一象限数列: 第四象限数列: 以上两个子数列,各自的正弦因子项,一个恒为1、另一个恒为0,因而可以分别进行简化,得到: 第一象限数列: 第四象限数列: 这时只需再考虑第一象限数列的计算式是否与零相等,因为是“结论早在心中”,因而现在想的就是它一定不是零。稍微动笔计算一下:。 至此可见抽取出来的子数列已经呈现出了不同的收敛趋势,因而原数列不收敛。 当然还可以更大胆的幻想一下:虽然没有对四个子数列全部考察、也没有更详尽的推敲,但原数列大概应该不是发散的、只是没有明确的收敛点,而是在一个范围内反复横跳、不断震荡的。无论如何,已经证明原数列确定是不收敛的。 至此,依题目要求,证明完成。