
关于收敛数列,下列叙述正确的是() A. 有界数列必收敛 B. 收敛数列必单调 C. 单调数列必收敛 D. 收敛数列必有界
收敛数列必有界,这是数列收敛的基本性质之一。根据定义,若数列收敛于,则存在正整数,使得当时,所有都落在区间内。而数列的前项为有限个数值,必然存在最大值和最小值,因此整个数列可被这两部分的界所限制,即存在常数和,使得对所有都有。
选项分析:
A. 有界数列必收敛
错误。反例如\(\{(-1)^n\}\),该数列始终在\(-1\)和\(1\)之间波动,有界但不收敛。
B. 收敛数列必单调
错误。收敛数列未必单调,例如\(\{(-1)^n/n\}\),其项交替正负但极限为\(0\),显然不单调。
C. 单调数列必收敛
错误。单调数列若无界则不收敛,例如\(\{n\}\)单调递增但趋于无穷大。只有单调有界数列才一定收敛,这是单调收敛定理的核心结论。
D. 收敛数列必有界
正确。如前文所述,收敛数列的所有项最终会被限制在极限值附近的有限区间内,结合前有限项的有界性,整体必然有界。
这一结论体现了收敛性对数列取值范围的严格约束:收敛意味着“稳定”,而稳定必然伴随“有界”。但反之不成立,有界仅表明数列不会“跑向无穷”,却不能保证其趋向确定值。思考:能否构造一个有界、非单调但收敛的数列?(提示:考虑\(\{1/n \cdot \sin n\}\))