证明inf Sn= - lim sup-Sn
首先,我们知道对于任意的实数序列(a_n),有以下两个性质:
-
inf(a_n) = -sup(-a_n)
-
lim sup(a_n) = -lim inf(-a_n)
现在我们考虑将这两个性质应用到(S_n)上。
根据定义,我们有:
inf(S_n) ≤ S_n
-S_n ≤ sup(-S_n)
将第二个不等式两边乘以-1,得到:
S_n ≤ -inf(-S_n)
将第一个不等式和第二个不等式相加,得到:
inf(S_n) - sup(-S_n) ≤ S_n - S_n = 0
因此,
inf(S_n) ≤ sup(-S_n)
现在我们需要证明:
inf(S_n) = -lim sup(-S_n)
为了证明这个等式,我们需要证明两个不等式:
- inf(S_n) ≥ -lim sup(-S_n)
假设lim sup(-S_n) = L,那么根据定义,对于任意的ε > 0,存在N > 0,使得n > N时,有:
-S_n ≤ L + ε
取ε = -inf(S_n),则有:
-S_n ≤ L - inf(S_n)
移项得到:
inf(S_n) ≤ -L + S_n
由于L是lim sup(-S_n),所以对于任意的ε > 0,存在N > 0,使得n > N时,有:
-S_n ≥ L - ε
取ε = inf(S_n),则有:
-S_n ≥ L - inf(S_n)
移项得到:
inf(S_n) ≥ -L + S_n
综上所述,我们有:
-L + S_n ≤ inf(S_n) ≤ -L + S_n
因此,
inf(S_n) = -lim sup(-S_n)
证毕
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