柯西数列的定义是什么?

Question

如题所述

Answer 1

回答：在数学中，一个柯西序列是指一个这样一个序列，它的元素随着序数的增加而愈发靠近。更确切地说，在去掉有限个元素后，可以使得余下的元素中任何两点间的距离的最大值不超过任意给定的正的常数。

柯西列是以数学家奥古斯丁·路易·柯西的名字命名的。

延伸：

柯西列的定义依赖于距离的定义，所以只有在度量空间(metric space)中柯西列才有意义。在更一般的一致空间(uniform space)中，可以定义更为抽象的柯西滤子(Cauchy filter)和柯西网(Cauchy net)。 

一个重要性质是，在完备空间（complete space）中，所有的柯西列都有极限，这就让人们可以在不求出这个极限（如果存在）的情况下，利用柯西列的判别法则证明该极限是存在的。柯西列在构造具有完备性的代数结构的过程中也有重要价值，如构造实数。

参考资料来源：百度百科-柯西序列

Answer 2

柯西收敛原理”是数学分析中的一个重要定理之一，这一原理的提出为研究数列极限和函数极限提供了新的思路和方法。
在有了极限的定义之后，为了判断具体某一数列或函数是否有极限，人们必须不断地对极限存在的充分条件和必要条件进行探讨。在经过了许多数学家的不断努力之后，终于由法国数学家柯西（cauchy）获得了完善的结果。下面我们将以定理的形式来叙述它，这个定理称为“柯西收敛原理”。
定理叙述：
数列{xn}有极限的充要条件是：对任意给定的ε>0，有一正整数n，当m,n>n时，有|xn-xm|<ε成立
将柯西收敛原理推广到函数极限中则有：
函数f(x)在无穷远处有极限的充要条件是：对任意给定的ε>0，有z属于实数，当x,y>z时，有|f(x)-f(y)|<ε成立
此外柯西收敛原理还可推广到广义积分是否收敛，数项级数是否收敛的判别中，有较大的适用范围。
证明举例：
证明：xn=1-1/2+1/3-1/4+......+
[(-1)^(n+1)]/n
有极限
证：对于任意的m,n属于正整数，m>n
|xn-xm|=|
[(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m
|
当m-n为奇数时
|xn-xm|=|
[(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m
|
<1/n(n+1)+1/(n+1)(n+2)+......+1/(m-1)m
=（1/n-1/m）→0
由柯西收敛原理得{xn}收敛
当m-n为偶数时
|xn-xm|=|
[(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m
|
<1/n(n+1)+1/(n+1)(n+2)+......+1/(m-2)(m-1)-1/m
=(1/n-1/(m-1)-1/m）→0
由柯西收敛原理得{xn}收敛
综上{xn}收敛，即{xn}存在极限