证明以下两个命题:
(1) n→+∞limxn=a⟹n→+∞limxnk=a, 其中{xnk}是{xn}的任意子列。
(2) {xn}是单调数列,则n→+∞limxn=a⟺k→+∞limxnk=a, 其中{xnk}是{xn}的某个子列。
证明: (1)根据数列极限定义:∀ε>0,∃N,s.t.n>N时,∣xn−a∣<ε.
取K=N, 当k>K时,nk>k>N, 有∣xnk−a∣<ε. 得证.
**注:**此命题的逆否命题:n→+∞limxnk(1)=n→+∞limxnk(2)⟹{xn}发散,可以用来判断数列发散。
(2)⟹) 根据(1), 显然成立。
⟸) 不妨设{xn}单调递增,k→+∞limxnk=a
根据定义(结合单调性):∀ε>0,∃K,s.t.k>K时,−ε<xnk−a≤0.
取N=nK+1,n>N, ∃M>K+1,s.t.nK+1<n<nM(目的:用单调性)
−ε<xnK+1<xn−a<xM−a≤0, ∴n→+∞limxn=a.