Tiến gần một số khi chỉ số đủ lớn
Với uₙ=1/n, các giá trị 1;0,1;0,01;0,001 ứng với n=1,10,100,1000 cho thấy uₙ gần 0 dần.
Nói uₙ→L khi n→+∞ nghĩa là khoảng cách |uₙ−L| có thể nhỏ hơn bất kì số dương nào cho trước, kể từ một chỉ số đủ lớn trở đi. Ta viết $\lim_{n\to+\infty}u_n=L$; khi đã rõ chỉ số, có thể viết gọn lim uₙ=L.
Giới hạn không bắt buộc là một số hạng của dãy. Với 1/n, không số hạng nào bằng 0 nhưng giới hạn vẫn là 0.
Gần 0 đến mức nào?
Muốn 1/n<0,001, ta cần n>1000. Vì n nguyên dương, mọi số hạng từ u₁₀₀₁ trở đi đều nhỏ hơn 0,001.
Với một độ sai lệch dương bất kì ε, chỉ cần n>1/ε thì 1/n<ε. Lập luận này áp dụng cho mọi mức sai lệch, nên chứng tỏ 1/n→0; bảng vài số hạng chỉ giúp hình dung.
Giới hạn khác giá trị đạt được
Giới hạn của 1/n khi n→+∞ là
1 chỉ là số hạng đầu.
Đó là xu hướng của n, không phải 1/n.
Giới hạn không cần được đạt ở một số hạng.
Đúng: khoảng cách đến 0 nhỏ tùy ý.
Lời giải
1/n→0 dù mọi số hạng đều dương.
Các giới hạn cơ bản
Dãy hằng c có giới hạn c. Với k nguyên dương, 1/nᵏ→0. Với |q|<1, qⁿ→0, kể cả q âm.
Nếu |uₙ|≤vₙ và vₙ→0 kể từ một chỉ số nào đó thì uₙ→0. Ví dụ $|(-1)^n/n|=1/n\to0$, nên (−1)ⁿ/n→0 dù các số hạng đổi dấu.
Dãy uₙ→+∞ khi các số hạng vượt mọi mức dương cho trước kể từ một chỉ số đủ lớn; uₙ→−∞ khi −uₙ→+∞. Các kí hiệu vô cực mô tả xu hướng, không phải số thực để thay vào phép tính.
Ba xu hướng khác nhau
Dãy uₙ=n² tiến tới +∞; dãy vₙ=−n tiến tới −∞.
Dãy wₙ=(−1)ⁿ luân phiên −1 và 1. Các chỉ số chẵn cho giá trị 1, chỉ số lẻ cho −1, nên không tiến tới cùng một số, cũng không tiến tới +∞ hay −∞.
Đổi dấu không tự động làm mất giới hạn: dãy (−1)ⁿ/n ở phần trên vẫn tiến tới 0 vì độ lớn giảm về 0.
Công bội âm có độ lớn nhỏ hơn 1
Tìm giới hạn của (−1/3)ⁿ.
Độ lớn của lũy thừa giảm về 0 vì $|-1/3|<1$.
Dù đổi dấu, độ lớn tiến về 0 nên dãy vẫn có giới hạn 0.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Số mũ tăng làm độ lớn tiếp tục nhân với $1/3$, không giữ nguyên cơ số.
Lời giải
Vì |−1/3|<1 nên (−1/3)ⁿ→0.
Khoảng cách đến 2
Với uₙ=2+1/n, hãy dùng uₙ−2 để tìm giới hạn.
Dãy còn hằng số 2; chỉ phần sai khác $u_n-2$ tiến về 0.
Giới hạn phụ thuộc các số hạng khi $n$ lớn, không phải số hạng đầu.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Khi $n$ tăng, $1/n$ tiến về 0 nên $u_n$ tiến về 2.
Lời giải
uₙ−2=1/n→0, nên uₙ→2.
Ngưỡng chính xác
Từ chỉ số nào trở đi 1/n²<0,01?
Tại $n=10$, $1/n^2=0{,}01$ chỉ bằng ngưỡng, chưa thỏa dấu nhỏ hơn.
Cần giải $n^2>100$, nên chỉ cần $n>10$.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
$1/81>1/100=0{,}01$, nên 9 chưa thỏa.
Lời giải
n²>100, mà n nguyên dương, nên n≥11. n=10 cho bằng 0,01, chưa thỏa dấu nhỏ hơn.
Lũy thừa lớn dần
Nêu giới hạn của 2ⁿ và −2ⁿ.
Số mũ tăng làm độ lớn $2^n$ tăng không bị chặn.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Dấu trừ nằm ngoài lũy thừa nên $-2^n=-(2^n)\to-\infty$.
Biểu thức là $-2^n$, không phải $(-2)^n$.
Lời giải
2ⁿ→+∞ vì cơ số 2>1; −2ⁿ=−(2ⁿ)→−∞. Không nhầm −2ⁿ với (−2)ⁿ.
Điều cần nhớ
Giới hạn nói về mọi số hạng đủ xa, không chỉ vài số đầu. Nhìn cả độ lớn lẫn dấu; không coi ∞ là số để thay trực tiếp.
Đang học