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P69 問39 (第3章 数列)

問39

lim𝑛→∞|𝑢𝑛|=0 ならば lim𝑛→∞𝑢𝑛=0 を証明せよ.逆は真であるか.

 |𝑢𝑛|<𝜀 を示せばよいので,定義のとおりに示す.逆は真かどうかも定義とおりにやる.

 |𝑢𝑛|<𝜀 を示す.

 仮定より,任意の正の数 𝜀 に対し,ある自然数 𝑁(=𝛿(𝜀)) が存在し,

𝑛>𝑁⇒||𝑢𝑛|−0|<𝜀

となる.

 ||𝑢𝑛|−0|=||𝑢𝑛||=|𝑢𝑛| なので,|𝑢𝑛|<𝜀 ということになる.これは lim𝑛→∞𝑢𝑛=0 そのままである.よって示せた.

逆

lim𝑛→∞𝑢𝑛=0 ならば lim𝑛→∞|𝑢𝑛|=0.

 真である.

 ||𝑢𝑛|−0|<𝜀 を示す.三角不等式(||𝑎|−|𝑏||≤|𝑎−𝑏|)より,||𝑢𝑛|−0|≤|𝑢𝑛−0| である.書くほどではないが |𝑢𝑛−0|=|𝑢𝑛| から,||𝑢𝑛|−0|≤|𝑢𝑛|.仮定より,|𝑢𝑛|<𝜀 なので,合わせると ||𝑢𝑛|−0|<𝜀 となる.(面倒なので,定義から書き下していない.)したがって,逆は真である.

  • lim𝑛→∞𝑢𝑛=0 ならば lim𝑛→∞|𝑢𝑛|=0 は真.
  • lim𝑛→∞|𝑢𝑛|=0 ならば lim𝑛→∞𝑢𝑛=0 も真.

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