Konvergente Zählensolgen 15
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Folge u x , u tl m 3 , ... hätte demnach zwei verschiedene Häufungswerte
u und u", gegen die Voraussetzung.
Bei einer beschränkten Zahlenfolge mit nur einem Häufungswert
u hat dieser also, wie wir festgestellt haben, folgende Eigenschaft: In
jeder Umgebung von u liegen alle Glieder der Folge mit einer
endlichen Anzahl von Ausnahmen oder, wie wir kurz sagen wollen,
fast alle Glieder der Folge^).
Steht eine Zahlenfolge u xt u if u a , .. . zu einer Zahl u in
einer solchen Beziehung, daß in jeder Umgebung von u fast
alle Glieder der Folge enthalten sind, so sagt man: Die
Folge u x , u % , m 3 , ... hat den Grenzwert u. Eine solche Folge
nennt man konvergent.
Wir haben also oben bewiesen, daß eine beschränkte Zahlenfolge, die
nur einen einzigen Häusungswert u besitzt, konvergent ist und den Grenz
wert u hat. Jetzt wollen wir noch zeigen, daß auch das Umgekehrte
richtig ist, daß also eine konvergente Zahlenfolge mit dem Grenzwert
u beschränkt ist und als einzigen Häusungswert u zuläßt. Konstruieren
wir um u eine Umgebung I, so liegen darin säst alle Glieder der
konvergenten Zahlenfolge. Nur eine endliche Anzahl von Ausnahme
gliedern gibt es, die nicht in I enthalten find. Es ist nun klar, daß
wir ein Intervall (a, b) so wählen können, daß I und alle Ausnahme-
glieoer davon umschlossen werden. Ist I unterhalb durch u — r, ober
halb durch u -f f begrenzt, so genügt es, a kleiner zu wählen als u — e
und zugleich kleiner als alle Ausnahmeglieder, b dagegen größer als
u + c und zugleich größer als alle Ausnahmeglieder. Gerade weil es
nur eine endliche Anzahl von Ausnahmegliedern gibt, können wir das
machen. Dann ist aber die ganze Folge in (a, ö) enthalten. Daraus
sehen wir, daß es sich uni eine beschränkte Folge handelt. Offenbar
ist u ein Häusungswert von ihr. In jeder Umgebung von u liegen
nämlich fast alle Glieder der Folge. Fast alle sind aber unendlich viele.
Hätte die Folge noch einen andern Häufungswert u', so könnten wir
um u und u' Umgebungen konstruieren, die ganz auseinander liegen
(Fig. 6). Da in der um u konstruierten Umgebung fast alle Glieder
der Folge enthalten sind, so kann es in der um 11' konstruierten Um
gebung nur eine endliche Anzahl A , v _
von Gliedern dieser Folge geben, —' 5 1 1 —
l) „Fast alle" ----- „alle mit einer *■
endlichen Anzahl von Ausnahmen." «.