子序列
一个子序列的一个序列 是一个<一个href="//www.parkandroid.com/wiki/terminology-of-sequences-and-series/" class="wiki_link" title="序列" target="_blank">序列的元素删除后形成的 生产一种新的 .这个子序列通常写成 ,在那里 是一个递增的正整数序列。
由于子序列的所有项也是原序列的项,子序列的性质与原序列的性质紧密相关,因此,一个子序列的大量信息可以通过研究另一个子序列来确定。序列是分析中最重要的对象,但它们可能很难处理,而它们较简单的子序列为理解它们提供了有用的工具。
子序列的收敛性
序列的收敛性可以用它的子序列的收敛性来表示。
一个数列收敛于极限 当且仅当每个子序列也收敛于极限 .
这个事实在描述序列的收敛或散度时是非常有用的。对于一个方向,假设 ,并考虑一些后续 .因为 ,每 ,有 这样 然后,对于 ,肯定有一些 这样 因为 正在增加。但是,如果 然后 所以 也因此,任何子序列也是收敛的。
对于另一个方向,假设每个子序列 收敛,为了矛盾,假设 不收敛。然后,对于每一个 ,有任意大的 这样 (如果这不是真的,那么序列将收敛)。然后,把 满足每一个 ,选择它们是递增的,给出一个不收敛的子序列;矛盾。
的序列 收敛吗?
是的。这是收敛序列的子序列 ,所以它必须收敛。
Bolzano-Weierstrass
关于序列子序列收敛的一个非常重要的定理 就是波尔扎诺-维尔斯特拉斯定理。
每个有界序列 有一个收敛的子序列。
我们说,每个序列 有一个单调子序列。因为每个有界单调序列都是收敛的,所以结果如下。
考虑一个序列 ,并叫一个术语 一个峰值,如果它大于序列中的每一个后续项。现在,如果一个序列有无穷多个峰值,对应于峰值的子序列是单调递减的。如果只有有限的多个峰,则设最后一个峰在 .然后, Term不是峰值,所以后面还有一个大于它的项。这一项也不是峰值,所以后面还有一项比它大。用这种方法可以构造一个单调递增的子序列。
无论哪种方法,序列都有一个单调子序列,并且这个子序列收敛,证明了结果。
Bolzano-Weierstrass定理可以用来证明<一个href="//www.parkandroid.com/wiki/ascoli-arzela/" class="wiki_link" title="Ascoli-Arzela定理" target="_blank">Ascoli-Arzela定理,并可应用于经济学中的各种问题。