数学剖析(4)温习提纲(全部版)

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1、数学分析（4）复习提纲第一部分实数理论实数的完备性公理一、实数的定义在集合R内定义加法运算和乘法运算，并定义顺序关系，满足下面三条公理，则称为实数域或实数空间。（1）域公理：（2）全序公理：（3）连续性公理（Dedekind分割原理）：设7?的两个了集满足：1°A工①,A工①2°AjAf=R3°VxgA,X/xfeAr=>x

2、根木标志，它对实数的描述没冇借助其它概念而非常易于接受，故大多数教科把它作为实数理论起步的公理。二、实数的连续性(完备性)公理实数的连续性(完备性公理)有许多等价形式，它们在使用起来方便程度不同，这些公理是本章学习的重点。主要有如下儿个公理：确界原理：单调有界定理：区间套定理：有限覆盖定理：(Hein.Borel)聚点定理：(Weierstrass)致密性定理：(Bolzano・Wcicrstrass)柯西收敛准则：(Cauchy)习题1证明Dedekind分割原理与确界原理的等价性。习题2用区间套定

3、理证明有限覆盖定理。习题3用有限覆盖定理证明聚点定理。评注以上定理哪些能够推广到欧氏空间7?"?如何叙述？§2闭区间上连续函数的性质有界性定理：上册P168；下册P102,Thl6.8；下册P312,Th23.4最值定理：上册P169；下册下册P102,Thl6.8介值定理与零点存在定理：上册P169；下册P103,Thl6.10一致连续性定理(Cantor定理)：上册P171；下册P103,Thl6.9；下册P312,Th23.7习题4丿IJ有限覆盖定理证明有界性定理习题5用致密性定理证明一•致连续

4、性定理§3数列的上（下）极限三种等价定义：（1）确界定义；（2）聚点定义；（3）£_N定义评注确界定义易于理解；聚点定义易于计算；S-N定义易于理论证明习题6用区间套定理证明冇界数列最大（小）聚点的存在性o（P173）习题7证明上面三种定义的等价性。第二部分级数理论§1数项级数前言级数理论是极限理论的直接延伸，但乂有白身独特的问题、特点和研究方法。上（下）极限是研究级数的一个有力工貝。对于数项级数，可看作有限个数求和的推广，自然要考虑如何定义其和，两个级数的和与积，结合律、交换律是否还成立等问题。级数

5、的收敛性与无穷积分冇着极大的相似性，学习时要注意二者的比较。一、Cauchy收敛准则8工"”=%+〃2+…n=几个概念部分和？收敛？发散？绝对收敛？条件收敛？g收敛的必要条件工〃“收敛=>unT0幵=1评注此结论山叭=S〃-两边取极限即得证，也可山下而的Cauchy收敛准则得到。耍注意此性质少无穷积分有较大差別。对于收敛的无穷积分£"Jx）dx即使/（x）〉0也不能推出/（兀）T0（兀T+oo）（参见反常积分）Cauchy收敛准则工〃“收敛U>Vz?>0,>N,Vp,有n=Sn+P一S”=〃”+

6、i+%2+•••+"卄p<*思考正面叙述级数发散的Cauchy准则。加括号对于收敛的级数可以任意加括号，新的级数仍收敛且其和不变。也就是说收敛的级数满足结合律。评注只要认识到加括号后级数的部分和是原级数部分和的了列即可得到这一结论。我们常常利用这一点证明一个级数的发散性，即先证明加括号的发散，从而推出原级数(去括号的)也发散。二、正项级数正项级数的特点是部分和数列是单调递增的，由此得：基本结论正项级数收敛O其部分和冇上界。比较判别法：比较判别法的极限形式：评注对于比较判別法，主耍考虑n充分大以后5>®

7、)/与匕的大小关系，因此极限形式更方便。如果lim^=/(OnQ吋，存在正常数q和C?使c{vn1时，工知发散。比式判别法而纽=qvl,则》收敛;购如L=q>l,则工知发散。习题1证明上面根式判別法习题2证明lim如0）叫—推论：=/

8、=>-I评注由习题2知，用比式判别法能判别的，用根式判别法一定能判别，但反之不然。也就是说根式判别法比比式判别法更有效。换言Z,凡根式法无能为力时，比式法一淀也无能为力。但是，它们在判别发散时，却没有谁比谁有优势可言，都是用一般项不趋于零来推断的。这一点耍特别注意，我们在讨论幕级数的收敛半径时就要用到此结论。习题3考虑级数丄+丄+4+丄+丄+厶+…，说明根式法比比式法更有效。2322322333评注无论是比式判别法述是根式判别法，其实质都与等比级数工cq