Реферат: Теорема Штольца
1. Формулировка и доказательство теоремы Штольца.
2. Применение теоремы Штольца:
a) ;
b) нахождение предела “среднего арифметического” первых n значений варианты ;
c) ;
d) .
3. Применение теоремы Штольца к нахождению некоторых пределов отношения последовательностей.
4. Нахождение некоторых пределов отношения функций с помощью теоремы Штольца.
Для определения пределов неопределенных выражений типа часто бывает полезна следующая теорема, принадлежащая Штольцу.
Пусть варианта , причем – хотя бы начиная с некоторого листа – с возрастанием n и возрастает: . Тогда =,
Если только существует предел справа (конечный или даже бесконечный).
Допустим, что этот предел равен конечному числу :
.
Тогда по любому заданному найдется такой номер N, что для n>N будет
или
.
Значит, какое бы n>N ни взять, все дроби , , …, , лежат между этими границами. Так как знаменатели их, ввиду возрастания yn вместе с номером n, положительны, то между теми же границами содержится и дробь, числитель которой есть сумма всех числителей, написанных выше дробей, а знаменатель – сумма всех знаменателей. Итак, при n>N
.
Напишем теперь тождество:
,
откуда
.
Второе слагаемое справа при n>N становится <; первое же слагаемое, ввиду того, что , также будет <, скажем, для n>N’ . Если при этом взять N’ >N, то для n>N’ , очевидно, , что и доказывает наше утверждение.
Примеры:
1. Пусть, например, . Отсюда, прежде всего вытекает, что (для достаточно больших n) , следовательно, вместе с yn и xn , причем варианта xn возрастает с возрастанием номера n. В таком случае, доказанную теорему можно применить к обратному отношению
(ибо здесь предел уже конечен ), откуда и следует, что , что и требовалось доказать.
2. При а>1
Этот результат с помощью теоремы Штольца получается сразу:
3. Применим теорему Штольца к доказательству следующего интересного предложения:
Если варианта an имеет предел (конечный или бесконечный), то этот же предел имеет и варианта
(“среднее арифметическое” первых n значений варианты аn ).
Действительно, полагая в теореме Штольца
Xn =a1 +a2 +…+an, yn =n,
Имеем:
Например, если мы знаем, что ,
то и
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--