Sorozatok határértéke, részsorozat határértéke, konvergens sorozat korlátos
Az alábbiakban a sorozatok elemei valós számok.
D. Az a1, a2, a3, … sorozat határértéke a, ha > 0 számhoz n0, hogy n n0 esetén
.
Jelölése an a, vagy lim an = a. Ha félreérthető lenne, akkor feltüntetjük, hogy n ∞ esetén.
P. Ha an = , akkor an 0. Válasszunk tetszőlegesen ε > 0-t, akkor biztosan teljesül, ha , vagyis n0-t tetszőleges -nál nagyobb számnak lehet választani.
D. Az a1, a2, a3, … sorozat konvergens, ha a, hogy an a. A nem konvergens sorozatokat divergensnek is nevezzük.
D. Az a szám –sugarú környezetének ( > 0) az (a – , a + ) nyílt intervallumot nevezzük.
A határérték definíciójának az átfogalmazása a következő: an a, ha az a S környezetéhez található olyan n0 küszöbindex, hogy an S, ha n n0.
Ugyancsak ekvivalens átfogalmazás a következő: an a, ha a S környezete véges sok kivétellel a sorozat összes elemét tartalmazza.
T. Ha an a, és an b, akkor a = b. (A sorozatnak csak egy határértéke lehet.)
B. Tegyük fel, hogy a b, mondjuk a < b. Válaszuk meg az -t úgy, hogy legyen. Ekkor a -sugarú környezete a sorozat végtelen sok elemét tartalmazza, de b -sugarú környezetén kívül csak véges sok eleme lehet a sorozatnak, ami ellentmondás.
D. Adott az a1, a2, a3, … sorozat. Ha az n1, n2, n3, … egész számokból álló sorozatra fennáll, hogy n1 < n2 < n3 < … , akkor az sorozatot az a1, a2, a3, … sorozat részsorozatának nevezzük.
T. Ha an a, akkor minden részsorozata is a-hoz konvergál.
B. Vegyük a-nak egy tetszőleges S környezetét, akkor S-en kívülre az a1, a2, a3, … sorozatnak csak véges sok tagja eshet, de akkor a részsorozatnak is csak véges sok tagja lehet kívül, ami a részsorozat az a-hoz való konvergenciát jelenti.
T. Konvergens sorozat mindig korlátos. (Pontosabban: az {a1, a2, a3, …} halmaz korlátos).
B. Mivel adott -hoz n0, hogy n > n0 esetén |an – a| < , a sorozat n0 utáni tagjaiból álló halmaz korlátos. Az n0 előtti tagok véges halmazt alkotnak, de véges halmaz mindig korlátos.
D. an +∞ (vagy lim an = +∞), ha c-hez n0, hogy an > c, ha n n0. Ha an +∞, akkor azt mondjuk, hogy határértéke plusz végtelen, de nem nevezzük konvergensnek a sorozatot (vagyis a sorozat divergens).
Ha azt mondjuk, hogy a sorozatnak létezik a határértéke, akkor mindig véges határértékre gondolunk, hacsak az ettől való eltérést nem hangsúlyozzuk.
A határérték definíciója egységesíthető, ha a +∞ környezeteit a (c, +∞) intervallumok alkotják. Ekkor az elmondott ekvivalens definíciók a +∞ esetére is érvényesek.