集合与映射
集合
一堆元素.
集合的运算
集合与集合运算得到另一个集合.
A⊕B=C
目的在于判别参与运算各集合中的元素是否属于运算结果.
算子
A,B: 任意集合
U: 全集
∅: 空集
交: 同时属于两个集合的元素.
A∩B=Ca∈A and a∈B→a∈C
差: 只属于算符左侧集合的元素.
A−B=Ca∈A and a∈/B→a∈C
对称差: 只属于其中一个集合的元素.
A⊕B=(A−B)+(B−A)=C(a∈A and a∈/B) or (a∈/A and a∈B)→a∈C
并: 属于其中任意一个集合的元素.
A∪Ba∈A or a∈B→a∈C
补: 不属于某个集合的元素.
A=U−A=Ca∈/A and a∈U→a∈C
等幂律
A∩A=AA∪A=A
交换律
A∩B=B∩AA∪B=B∪AA⊕B=B⊕A
结合律
A∩(B∩C)=(A∩B)∩CA∪(B∪C)=(A∪B)∪CA⊕(B⊕C)=(A⊕B)⊕C
分配律
A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)
同一律
A∩U=AA∪∅=AA−∅=AA⊕∅=A
零一律
A∩∅=∅A∪U=U
补余律
A∩A=∅A∪A=U
吸收律
A∪(A∩B)=AA∩(A∪B)=A
De Morgan律
A−(B∪C)=(A−B)∩(A−C)A−(B∩C)=(A−B)∪(A−C)A∪B=A∩BA∩B=A∪B∅=UU=∅
双重否定律
A=A
映射
一堆元素与一堆元素的对应关系.
数列与级数
数列
按顺序排列的一列数, 每项是一个数.
数列的极限
唯一性
若数列存在极限, 则其极限必唯一.
有界性
若数列存在极限, 则该数列必有界.
保号性
设数列{an}存在极限a, 且a>0, 则存在正整数N, 当n>N时有an>0.
若数列极限在原点某侧, 则在项数足够大时, 其后所有项的符号均位于极限同侧.
敛散性
数列收敛
必要条件: 有界.
充分条件: 单调有界.
区间套定理
存在区间序列满足每个区间都包含于前一个区间内, 且区间端点之差趋近零, 则存在唯一一点x0包含于该序列所有区间内.
聚点原理
有界数列必存在收敛的子数列.
柯西收敛原理
数列{an}收敛的充要条件为: 对任给ε>0, 存在正整数N, 使得对所有满足m>N,n>N的m,n有∣am−an∣<ε.
级数
按顺序排列的一列数, 但每项都是一列数之和.
正项级数
比值判别法
根值判别法
交错级数
正负项交错出现的级数.
n=1∑∞(−1)n−1anan>0,n∈N+
莱布尼兹判别法
变号级数
符号会发生改变的级数.
n=1∑∞anan∈R
若其对应的正项级数n=1∑∞∣an∣通过比值或根值判别法判断发散, 则原级数发散.
若正项级数收敛, 则原级数必收敛.
若正项级数发散而原级数收敛, 则称该变号级数条件收敛. 若正项级数和原级数同时收敛, 则称该变号级数绝对收敛.
性质
可交换性
绝对收敛的级数交换其前后项的位置, 结果仍绝对收敛.
乘法
两个绝对收敛的级数其各项乘积所得级数和i,j=1∑∞aibj仍绝对收敛, 且和等于原级数收敛和的乘积.
柯西乘积
在绝对收敛的条件下,有
n=1∑∞an⋅n=1∑∞bn=n=1∑∞(anb1+an−1b2+...+a1bn)
应用:
已知q<1时, 几何乘积n=0∑∞qn绝对收敛.
则有:
n=0∑∞qn⋅n=0∑∞qn=n=0∑∞(n+1)qn∵n=0∑∞qn=1−q1∴(1−q)21=n=0∑∞(n+1)qn
敛散性判别
收敛必要条件: 级数通项极限为零.
一般性流程
- 判断通项极限是否为零, 若不为零, 级数发散.
- 判断是否为正项级数, 若为正项级数, 采用比较判别法(不等式与极限形式), 根值判别法, 比值判别法判断敛散性.
- 判断是否为交错级数∑(−1)n−1un, 若un单调下降, 则原级数收敛.
- 利用级数运算性质和其他判别法.
柯西收敛原理
附录
三角不等式:
∣∣a∣−∣b∣∣≤∣a±b∣≤∣a∣+∣b∣
三角形两边之差小于等于第三边, 两边之和大于等于第三边(等号成立时, 三边共线).
评论