有限个无穷小与无限个无穷小

先看无穷小的定义:

相关定理:

相关推论:

以上证明不存在什么难度。

对于以上定理代表的意义,本文提供一种比较具体的理解方法:

任意一个确定的数字,如果要变成无穷小,必须经过无限步,比如:

1,1/2,1/3,1/4,。。。。。。1/n,一直到n趋于无穷大。这里的1可以代表任何一个大于0的正数。这里每走一步的距离是【1/(n-1)-1/n】=1/n(n-1),它比无穷小大。

这个过程可以用下图形象表示:

图1

假设变量x从任意一个确定的数字出发,目的地是无限小,那这个变量就必须经过无限步以后才能到达。反过来,如果从无限小出发,需要变成任意一个数字,同样需要无限步。

那么,任意常数与无穷小的乘积

还是无穷小就好理解了:

为了理解方便,这里假设无穷大以10000代替,那么,任意确定的常数M最多就可以表示走了9999步,无论这个常数多大,无穷小离目的地,即任意一个确定的数字epsilon,这里用1代替,永远差那么一步,所以任意常数与无穷小的乘积还是无穷小。

这里可能又容易产生一个困惑,当x从无穷小出发,到达1/100,1/1000,直至我们能够说出来的任何一个数字的时候,不是就已经到达了目的地吗?

这里要理解的是有限与无限之间的鸿沟:

图2

任何一个有限的数字,都处于上图中的红色原点之内,这个原点与无限相比,直接可以忽略不计。上图中的无限范围是一个一直延伸的过程,而且永不停止。

图1中的任意数字用1代表。当x从图1中的无穷小出发向上走的时候,到达1/100,1/1000,也就是1/N,这个N可以是我们能够说出来的任意一个数字,比如,10的一亿次方,10的100亿次方,等等,x这时候确实已经有了确定的数字。但这个时候,x已经走了无限步,可以参考图3。因为N无论多大,只要被确定下来,它都处于图3中红色圆点的范围之内。

图3

综合以上结论,无穷小要变成一个确定的数字,必须先经过无限步,也就是只有无穷多个无穷小才有可能变成一个数字。

由此我们可以得到推论,有限个无穷小之和还是无穷小。

假设图1中的x每走一步就是一个无穷小,有限步就不可能变成一个确定的数字。

无穷小加上一个常数(包括负数)还是等于那个常数。

因为与常数相比,应该忽略的是无穷小。

但是,无穷多个无穷小不一定就会变成数字,也有可能还是无穷小,比如:n个

相加,其结果还是1/n,当n趋于无穷大的时候就是无穷小。

关于这个问题,作者已经在<无穷小与数字之间的转换关系>一文中进行了讨论。

简单综合:

1:有限个无穷小之和肯定还是无穷小。也就是任意常数乘以无穷小还是无穷小。

2:无限个无穷小有可能变成一个数字,但也可能还是无穷小。

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页面更新:2024-03-31

标签:无穷小   无限小   乘积   无穷大   常数   次方   之和   推论   目的地   数字

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