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发表于 2022-3-25 04:57
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本帖最后由 春风晚霞 于 2022-3-26 08:19 编辑
一、关于金字塔高度测量问题(参见附图)
【证明;】因为\(\triangle\)DBC所在平面丄地平面,且A、B关于C的俯角依次为\(\alpha\)、β(已知)
所以Rt\(\triangle\)CBD中,\(\angle\)CBD=β;Rt\(\triangle\)CAD中,\(\angle\)CAD=\(\alpha\)(两直线平行,内错角相等)。所以|BD|=|CD|cotβ;|AD|=|CD|cot\(\alpha\)(直角三角形中余切函数定义);所以|AB|= |BD|-|AD|=|CD|(cotβ-cot\(\alpha\))(等式的性质)。所以|CD|=\(|AB|\over {cotβ-cot\alpha}\)(等式的性质);因为|AB|=l,设|CD|=h,所以h=\(l\over {cotβ-cot\alpha}\)(等量代换)。【证毕】
由于线段AB的长度以及\(\angle\)CBD、\(\angle\)CAD均可测,故用此法测金字塔(或类似高度)可行。至此该法的准确性和可行性得证。
二、Cauchy数列收敛原理
数到{\(a_n\)}收敛的充要条件是对于任一正数ε,有自然数N,使得当n,m≥N时,恒有|\(a_n\)-\(a_m\)|<ε.
【分析】:Cauchy数列收敛原理(亦称收敛准则)是数列收敛的充分必要条件。所以要证明这个原理必须证明原理的条件既是充分的[即只要有|\(a_n\)-\(a_m\)|<ε这条件,就必然有\(\displaystyle\lim_{n \to \infty}a_n\)=a,(a为确定的实数)这个结论,其特征为有之则必然,无之则不必然],又是必要的[若已知\(\displaystyle\lim_{n \to \infty}a_n\)=a,就必然要求要有|\(a_n\)-\(a_m\)|<ε这个条件,其特征为:有之则不必然,无之则必不然]。潜无穷学者Cauchy著重极限的趋向性,忽视极限的可达性。所以Cauchy本人亦不能证明该准则的充分性。下边我们给出这个准则的完整证明:
【\(\mathbf{证明:}\)】
(一)、\(\mathbf{数列{{a_n}}收敛的必要性}\)
∵\(\displaystyle\lim_{n \to \infty}a_n\)=a,∴对任给的正实数\(ε\over 2\),存在\(N_1\)当n>\(N_1\)时,恒有|\(a_n\)-a|<\(ε\over 2\)成立。同理,存在\(N_2\),当n>\(N_2\)时,恒有|\(a_m\)-a|<\(ε\over 2\)成立。所以,当N=max{\(N_1\),\(N_2\)}。当n>N时,有|\(a_n\)-a|+|\(a_m\)-a|<\(ε\over 2\)+\(ε\over 2\)=ε。∵|\(a_n\)-a|-|\(a_m\)-a|≤|(\(a_n\)-a)-(\(a_m\)-a)|∴|\(a_n\)-\(a_m\)|<ε.数列{\(a_n\)}收敛的必要性得证。
(二)、\(\mathbf{数列{{a_n}}收敛的充分性}\)
首先证明数列{\(a_n\)}有界:由于对任给的ε>0,存存自然数N,当n,m≥N吋,恒有|\(a_n-a_N\)|<ε,所以对ε=1时,存在自然数N,当n≥N时有|\(a_n-a_N\)|<ε=1由此得:|\(a_n\)|=|\(a_n-a_N+a_N\)|≤|\(a_n-a_N\)|+|\(a_N\)|<1+|\(a_N\)|。令:M=Max{|\(a_1\)|,|\(a_2\)|,…,|\(a_N\)|,|\(a_N\)|+1},所以对于任何自然数n都有\(a_n\)≤M。所以数列{\(a_n\)}有界。
其次在证明数列{\(a_n\)}收敛。因为数列{\(a_n\)}有界,所以根据Bozlano-Weierstrass定理,存在收敛子列{\(a_{jn}\)}以a为极限。对于任意的ε>0,都存在N,使得m、n>N时有|\(a_n-a_m\)|<ε/2,取子列{\(a_{jn}\)}中一个jk,其中k>N,使得|\(a_{jk}\)-a|<ε/2因为jk≥k>N,所以凡是n>N时,我们有|\(a_n-a|=|a_n-a_{jk}\)|+|\(a_{jk}\)-a|<ε/2+ε/2=ε,所以\(\displaystyle\lim_{n \to \infty}a_n\)=a。至此数列{\(a_n\)}收敛的充分性得证。
所以数列{\(a_n\)}收敛的充分必要条件是:对任给ε>0,存在N,当n,m≥N时,恒有|\(a_n-a_m\)|<ε.【\(\mathbf{证毕}\)】
附;elim先生所给金字塔测量问题及图示
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