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Math Analysis Trick
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Math Analysis Trick
求 xn=∫0nπ∣sink∣dk(n+1)πx_n= \frac{\int_0^{n\pi}|sink|dk}{(n+1)\pi}的数列极限
解法:
由于周期数列 我们有 n∫0π∣sinx∣dx(n+1)πn\frac{\int_0^{\pi}|sinx|dx}{(n+1)\pi}
注意到 分子的积分显然已经是一个常数了 为2
即求 2n(n+1)π\frac{2n}{(n+1)\pi} 的极限 为 2π\frac{2}{\pi}
为何不能使用以下这个解法
分子分母取极限都是 ∞\infty
洛必达法则 org=lim⁡n→∞sin(nπ)(n+1)π=0/π=0org = \lim\limits_{n \rightarrow \infty} \frac{sin(n\pi)}{(n+1)\pi} = 0/\pi = 0
解答
洛必达的要求, 原函数在去心邻域内可导
对于数列而言,无所谓去心邻域,其定义域为 N\mathbb{N}
真要求, 我们需要将数列转换到表达式一样的函数
那么我们有 f(x)=∫0xπ∣sink∣dk(x+1)πf(x)=\frac{\int_0^{x\pi}|sink|dk}{(x+1)\pi} 洛必达后
org=lim⁡x→∞sin(xπ)πorg = \lim\limits_{x \rightarrow \infty} \frac{sin(x\pi)}{\pi} 
分子不再恒等于0了, 自然就无法用洛必达解
同样表达式的数列极限和函数极限
即  IF f(x) Have Limits ,lim⁡x→∞f(x)=A  ⟺  lim⁡x→∞xn=A \text{ IF f(x) Have Limits },\lim\limits_{x \rightarrow \infty} f(x) =A \iff \lim\limits_{x \rightarrow \infty} x_n =A 
但是, 如果知道 xnx_n 存在极限, 并不能保证 f(x)f(x) 也有极限. 但是 我们可以容易知道 , 若 f(x)f(x) 极限存在, 必然和 xnx_n极限值一致
🤔函数 子函数 子序列
我们仿照数列和子数列的概念 , 构造子函数的概念
子函数: 将函数视作集合, 那么子函数就是原函数的子集
函数的序列化: 将函数在 N\mathbb{N} 上的取值作为函数的序列化
那么我们有: 函数的序列化也是函数的子集, 函数序列化也是一个子函数
思考: 仅仅是子集是不够的, 我们还希望定义集仍然含有无穷多的元素
函数极限存在   ⟹  \implies 子函数极限存在且相等
由数列极限和其子序列一致可得, 函数极限和子函数(序列)极限也相等
我们可以取每个周期上某个相同的点
但是极限无法用洛必达法则求出, 因为洛到后面出现周期函数, 而不是不定式
f(x)=∫0xπ∣sink∣dk(x+1)πf(x)=\frac{\int_0^{x\pi}|sink|dk}{(x+1)\pi} 极限不存在的证明
我们 f(x)=∫0xπ∣sink∣dk(x+1)πf(x)=\frac{\int_0^{x\pi}|sink|dk}{(x+1)\pi} 如果假设这个东西有极限
则有 org=lim⁡x→∞sin(xπ)πorg = \lim\limits_{x \rightarrow \infty} \frac{sin(x\pi)}{\pi} 
我们取 x=nπx= n\pi 和 x=nπ+π/2x=n\pi+\pi/2 , 构造了两种子函数, 显然极限不相等
我们有原函数的极限不存在
储其: 3.29 第二型曲面积分去向问题
x2+y2+z2=1x^2+y^2+z^2 =1  外表面积分∬Σzdxdy≠0\iint\limits_{\Sigma} z dxdy \neq 0  为何?
注意曲面积分的取向
4.9 彬辉问题: 已知 ∫0x1xp\int_0^x \frac{1}{x^p}  当 p>1p>1 收敛 求证 ∫0xlnxxp\int_0^x \frac{lnx}{x^p}  也是 当 p>1p>1  时候收敛
已知 ∀q>0(lim⁡x→o+ln⁡xxq=0)\forall q>0 (\lim\limits_{x\to o_+}\frac{\ln x}{x^q} = 0)
令 p=1+ϵ,∀p>1  ⟺  ∀ϵ>0,p=1+ϵp = 1+ \epsilon, \forall p >1 \iff \forall \epsilon>0,p = 1+ \epsilon 
那么即证∀ϵ>0,∫0xlnxx1+ϵ\forall \epsilon>0, \int_0^x \frac{lnx}{x^{1+\epsilon}}  收敛
我们有
4.8 储其 ATAx=AbA^TAx = Ab 分析解的情况
分析解的情况, 即分析 rank(ATA∣Ab)>rank(ATA) Or rank(ATA∣Ab)=rank(ATA)rank(A^TA|Ab) > rank(A^TA) \text{ Or } rank(A^TA|Ab) = rank(A^TA)
ATA∣Ab=AT(A∣b)=CA^TA|Ab = A^T(A|b) = C 分块矩阵运算规律
则有 rank(C)≤min⁡(rank(ATA),rnak(A∣b))rank (C) \le \min({rank(A^TA),}rnak(A|b))
且有 rank(C)≥max⁡(rank(AT),rnak(Ab))rank (C) \ge \max({rank(A^T),}rnak(Ab))
结合性质 rank(ATA)=rank(A)rank(A^T A) = rank(A)
故有 rank(ATA∣Ab)=rank(A)=rank(ATA)rank(A^TA|Ab) = rank(A) = rank(A^TA) 
可证明有解