极限与连续 · 设数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_n = \frac{2n+1}{3n+2}$,用 $\varepsilon$-$N$ 定义证明 $\lim_{n\to\infty} a_n = \frac{2}{3}$。

第1章 极限与连续 | 题库题号 1-22(可溯源)| 一题一图组 · 按题型取式 | 师生双视图同源
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题 干
设数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_n = \frac{2n+1}{3n+2}$,用 $\varepsilon$-$N$ 定义证明 $\lim_{n\to\infty} a_n = \frac{2}{3}$。
还原图ε-N 见证图(新图元)过程图方法矩阵路径图雷区图认知层级图
1还原图从题干取出已知与所求
已 知a_n = (2n+1)/(3n+2)ε > 0 任意所 求用 ε-N 定义证明 lim = 2/3缺口需架桥
先化简 |a_n − A| 到最简,再反解 N。
教师点题:先读题,圈出关键量,再想用哪把「钥匙」。
学生复述:这道题给了什么、问什么?
2ε-N 见证图(新图元)任给 ε → 反解 N → 验证
① 任给 ε > 0对手先出招:一个任意的小正数② 反解 N从 |a_n − 2/3|< ε 解出 n > N③ 验证n > N 时,|a_n −2/3| < ε 成立决胆:N 的选取只依赖 ε,不依赖 n 本身。
① 任给 ε>0;② 反解 n>N;③ 验证 |a_n−A|<ε。
教师:N 只依赖 ε,是「ε 的函数」。
学生:写出 N(ε) 的表达式。
3过程图标准解法链(题库真实步骤)
标准解法链(题库真实步骤,可核验)第1步$\varepsilon>0$,要证 $\left|\frac{2n+1}{3n+2}-\frac23\right|<\varepsilon$。第2步$\left|\frac{2n+1}{3n+2}-\frac23\right| = \left|\frac{3(2n+1)-2(3n+2)}{3(3n+2)}\right| = \left|\frac{6n+3-6n-4}{3(3n+2)}\right| = \frac{1}{3(3n+2)}$。第3步$\frac{1}{3(3n+2)}<\varepsilon$,只需 $3n+2>\frac{1}{3\varepsilon}$,即 $n>\frac{1}{9\varepsilon}-\frac23$。取 $N=\max\{1,\lfloor\frac{1}{9\varepsilon}-\frac23\rfloor+1\}$,则 $n>N$ 时不等式成立,故极限为 $\frac23$。
每一步来自题库真实解法(LaTeX),可逐条核验。
教师:强调枢纽步骤——它把陌生问题化成熟悉套路。
学生:照步复算,逐条核对。
4方法矩阵识别特征 → 判别方法 → 实例
方法选择矩阵:看识别特征 → 定判别方法 → 对到实例识别特征判别方法实例ε-N 定义证明反解不等式,取 N = N(ε)1-4 / 1-22ε-δ 定义证明提出 |x-x₀| 反解 δ1-5极限不存在验证左右极限不相等1-20幂指型 1^∞取对数 + 等价无穷小1-1 / 1-3
方法矩阵:认结构 → 定方法;高亮行是本章相关方法。
教师:先认结构,再挑方法,别一上来就硬算。
学生:把本题归到某一行,说明理由。
5路径图考场四步走
写定义∀ε,∃N/δ反解不等式取 N/δ(ε 的函数)回代验证结论成立枢纽:全题的咽喉,学生必须亲手补全这一步。
四步路径,每步产出一个可核验的中间结果。
教师:枢纽步一般是「选方法」或「取对数/换元」。
学生:复述四步,标出自己卡在哪一步。
6雷区图错在哪一步
雷区(真实数据) 本图把「最易错处」钉在图上的具体位置;错误率来自训练记录聚合(脱敏·按知识点「极限概念」)。
本知识点真实错误率:数据接入后显示(暂无则不显示,绝不编造)。
雷区真实错误率来自训练记录聚合(脱敏·按知识点)。
教师:先让学生说出自己易错点,再对照雷区率。
学生:回顾自己是否踩过同类坑。
7认知层级图本题的认知标高
认知层级(Bloom):本题在主序列中的位置记忆理解应用分析●评价创造绿=本题涉及;灰=本题不涉及(层级递进,但不要求每题都到顶)
本题涉及层级来自题库 bloom_levels。
教师:对标布鲁姆,别停在「记住」。
学生:自评你到哪一层了?