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@ -1,6 +1,6 @@
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## 单调有界准则
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# 单调有界准则
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### 原理
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## 原理
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- **单调有界数列必收敛**:
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1. 若数列 $\{a_n\}$ 单调递增且有上界 $M$,则 $\{a_n\}$ 收敛,且 $\lim_{n \to \infty} a_n = \sup\{a_n\} \leq M$。
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@ -9,7 +9,7 @@
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- **函数单调有界性质**:
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若函数 $f(x)$ 在区间 $I$ 上单调且有界,则 $f(x)$ 在 $I$ 的端点或无穷远处存在单侧极限。
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### 适用情况
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## 适用情况
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适用于证明数列或函数极限的存在性,尤其是:
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@ -17,19 +17,19 @@
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- 函数在某区间上的极限存在性;
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- 某些无法直接求极限但可判断单调性和有界性的情形。
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### 优势
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## 优势
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1. 不依赖于极限的具体值,只需判断单调性和有界性;
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2. 适用于很多递推定义的数列;
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3. 证明过程结构清晰,易于理解和操作。
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### 劣势
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## 劣势
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1. 只能证明极限存在,不能直接给出极限值(需另解方程);
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2. 判断单调性和有界性有时需要一定的技巧;
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3. 对于非单调或没有明显界的序列不适用。
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### 例子
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## 例子
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> [!example] 例1
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> 证明数列 $a_1 = \sqrt{2}, a_{n+1} = \sqrt{2 + a_n}$ 收敛,并求其极限。
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@ -80,8 +80,8 @@
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2. **有界性**:显然 $0 < a_n \leq \frac{1}{2}$。
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3. **由单调有界准则**,数列收敛。
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4. **极限**:$\lim_{n \to \infty} a_n = \lim_{n \to \infty} \frac{n}{n^2 + 1} = 0$。## 介值定理
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### 介值定理
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### 原理
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# 介值定理
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## 原理
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- **介值定理(Intermediate Value Theorem, IVT)**:
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若函数 $f(x)$ 在闭区间 $[a,b]$ 上连续,且 $f(a) \neq f(b)$,则对于任意介于 $f(a)$ 和 $f(b)$ 之间的实数 $C$,至少存在一点 $\xi \in (a,b)$,使得 $f(\xi) = C$。
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@ -89,7 +89,7 @@
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- **零点定理(特殊情形)**:
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若 $f(x)$ 在 $[a,b]$ 上连续,且 $f(a) \cdot f(b) < 0$,则至少存在一点 $\xi \in (a,b)$,使得 $f(\xi) = 0$。
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### 适用情况
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## 适用情况
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适用于连续函数在区间上的值域问题,尤其是:
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@ -97,19 +97,19 @@
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- 证明函数可取到某个中间值;
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- 确定函数值域或解的存在性。
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### 优势
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## 优势
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1. 不需求解方程,只需验证连续性和端点函数值;
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2. 可用于证明解的存在性,构造性证明中常用;
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3. 定理直观,易于理解和应用。
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### 劣势
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## 劣势
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1. 只能证明存在性,不能确定解的个数或具体位置;
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2. 要求函数在闭区间上连续,否则定理不适用;
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3. 对于非连续函数或开区间,需额外处理。
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### 例子
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## 例子
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> [!example] 例1
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> 证明方程 $x^3 - 3x + 1 = 0$ 在区间 $(0,1)$ 内至少有一个实根。
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