Проведите анализ доказательства: "если предел произведения двух последовательностей равен нулю, то одна из них обязательно стремится к нулю", укажите неточности и уточните утверждение
Давайте проанализируем это утверждение. Мы рассматриваем две последовательности ( a_n ) и ( b_n ), и предположим, что предел произведения последовательностей равен нулю, т.е.
[ \lim_{n \to \infty} (a_n b_n) = 0. ]
Утверждение гласит, что при этом одна из последовательностей ( a_n ) или ( b_n ) обязательно должна стремиться к нулю, то есть
Однако данное утверждение неверно. В качестве контрпримера рассмотрим следующую ситуацию:
Пусть ( an = 1 ) для всех ( n ) (в этом случае (\lim{n \to \infty} a_n = 1)).Пусть ( bn = \frac{1}{n} ) для всех ( n ) (в этом случае (\lim{n \to \infty} b_n = 0)).
Здесь произведение стремится к нулю, хотя первая последовательность не стремится к нулю.
Таким образом, правильное утверждение может звучать так:
Если предел произведения двух последовательностей равен нулю, то по крайней мере одна из последовательностей может не стремиться к нулю, но это не значит, что обе не могут стремиться к нулю. Однако, если обе последовательности имеют ненулевые пределы (или стремятся к ненулевым значениям), то их произведение не может стремиться к нулю.
Отсюда следует уточнение: Если известен предел произведения двух последовательностей, равный нулю, это может означать, что хотя бы одна из последовательностей имеет предел, равный нулю, но это не обязательно.
Давайте проанализируем это утверждение. Мы рассматриваем две последовательности ( a_n ) и ( b_n ), и предположим, что предел произведения последовательностей равен нулю, т.е.
[
\lim_{n \to \infty} (a_n b_n) = 0.
]
Утверждение гласит, что при этом одна из последовательностей ( a_n ) или ( b_n ) обязательно должна стремиться к нулю, то есть
[
\lim_{n \to \infty} an = 0 \quad \text{или} \quad \lim{n \to \infty} b_n = 0.
]
Однако данное утверждение неверно. В качестве контрпримера рассмотрим следующую ситуацию:
Пусть ( an = 1 ) для всех ( n ) (в этом случае (\lim{n \to \infty} a_n = 1)).Пусть ( bn = \frac{1}{n} ) для всех ( n ) (в этом случае (\lim{n \to \infty} b_n = 0)).В этом случае:
[
\lim_{n \to \infty} (a_n bn) = \lim{n \to \infty} \left( 1 \cdot \frac{1}{n} \right) = \lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} = 0.
]
Здесь произведение стремится к нулю, хотя первая последовательность не стремится к нулю.
Таким образом, правильное утверждение может звучать так:
Если предел произведения двух последовательностей равен нулю, то по крайней мере одна из последовательностей может не стремиться к нулю, но это не значит, что обе не могут стремиться к нулю. Однако, если обе последовательности имеют ненулевые пределы (или стремятся к ненулевым значениям), то их произведение не может стремиться к нулю.
Отсюда следует уточнение: Если известен предел произведения двух последовательностей, равный нулю, это может означать, что хотя бы одна из последовательностей имеет предел, равный нулю, но это не обязательно.