Analiza matematyczna 1/Ćwiczenia 4: Ciągi liczbowe: Różnice pomiędzy wersjami

Z Studia Informatyczne
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
Gracja (dyskusja | edycje)
Nie podano opisu zmian
 
Gracja (dyskusja | edycje)
Nie podano opisu zmian
Linia 1: Linia 1:
{stre}{Streszczenie}
{wsk}{Wskazówka}
{rozw}{Rozwiązanie}
{textt}{}
{thm}{Twierdzenie}[section]
{stw}[thm]{Stwierdzenie}
{lem}[thm]{Lemat}
{uwa}[thm]{Uwaga}
{exa}[thm]{Example}
{dfn}[thm]{Definicja}
{wn}[thm]{Wniosek}
{prz}[thm]{Przykład}
{zadan}[thm]{Zadanie}
{}
{}
==Ciągi liczbowe. Ćwiczenia==
{{cwiczenie|[Uzupelnij]||
{{cwiczenie|[Uzupelnij]||


Obliczyć następujące granice ciągów:<br>
Obliczyć następujące granice ciągów:<br>
"'(1)"'
'''(1)'''
<math>\displaystyle
<math>\displaystyle
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{2n^2+1}{3n^2-1}</math><br>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{2n^2+1}{3n^2-1}</math><br>
"'(2)"'
'''(2)'''
<math>\displaystyle
<math>\displaystyle
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}</math><br>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}</math><br>
"'(3)"'
'''(3)'''
<math>\displaystyle
<math>\displaystyle
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{-n+1}{n^2+2}.</math>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{-n+1}{n^2+2}.</math>
Linia 16: Linia 35:


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"' Podzielić licznik i mianownik przez <math>n^2</math>
'''(1)''' Podzielić licznik i mianownik przez <math>n^2</math>
i skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.<br>
i skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.<br>
"'(2)"' Wykorzystać twierdzenie o dwóch ciągach.<br>
'''(2)''' Wykorzystać twierdzenie o dwóch ciągach.<br>
"'(3)"' Sposób I. Wykorzystać twierdzenie o trzech ciągach.<br>
'''(3)''' Sposób I. Wykorzystać twierdzenie o trzech ciągach.<br>
Sposób II.
Sposób II.
Podzielić licznik i mianownik przez <math>n^2</math>
Podzielić licznik i mianownik przez <math>n^2</math>
Linia 26: Linia 45:


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"'
'''(1)'''
Dzielimy licznik i mianownik przez <math>n^2</math> i dostajemy:
Dzielimy licznik i mianownik przez <math>n^2</math> i dostajemy:


Linia 46: Linia 65:
[[##t.new.am1.w.04.080|Uzupelnic t.new.am1.w.04.080|]]).<br>
[[##t.new.am1.w.04.080|Uzupelnic t.new.am1.w.04.080|]]).<br>
<br>
<br>
"'(2)"'
'''(2)'''
Zauważmy, że
Zauważmy, że


Linia 66: Linia 85:
wnioskujemy, że
wnioskujemy, że
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}=+\infty</math><br>
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}=+\infty</math><br>
"'(3)"'
'''(3)'''
"'Sposób I."'
'''Sposób I.'''
Zauważmy, że
Zauważmy, że


Linia 84: Linia 103:
że
że
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{-n+1}{n^2+2}=0.</math><br>
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{-n+1}{n^2+2}=0.</math><br>
"'Sposób II."'
'''Sposób II.'''
Dzieląc licznik i mianownik przez <math>n^2</math>
Dzieląc licznik i mianownik przez <math>n^2</math>
oraz korzystając z twierdzeń o arytmetyce granic, mamy
oraz korzystając z twierdzeń o arytmetyce granic, mamy
Linia 102: Linia 121:


Obliczyć następujące granice ciągów:<br>
Obliczyć następujące granice ciągów:<br>
"'(1)"'
'''(1)'''
<math>\displaystyle
<math>\displaystyle
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{\binom{n+2}{n}}{n^2}</math><br>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{\binom{n+2}{n}}{n^2}</math><br>
"'(2)"'
'''(2)'''
<math>\displaystyle
<math>\displaystyle
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{\binom{n+3}{n}}{n^3}.</math>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{\binom{n+3}{n}}{n^3}.</math>
Linia 113: Linia 132:


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"' Rozpisać symbol Newtona. Podzielić licznik i mianownik przez <math>n^2.</math><br>
'''(1)''' Rozpisać symbol Newtona. Podzielić licznik i mianownik przez <math>n^2.</math><br>
"'(2)"' Rozwiązać analogicznie do przykładu (1).
'''(2)''' Rozwiązać analogicznie do przykładu (1).
{}<math>\Box</math></div></div>
{}<math>\Box</math></div></div>


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"'
'''(1)'''
Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu
Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu


Linia 150: Linia 169:
\endaligned</math></center>
\endaligned</math></center>


"'(2)"'
'''(2)'''
Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu
Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu


Linia 188: Linia 207:


Obliczyć następujące granice ciągów:<br>
Obliczyć następujące granice ciągów:<br>
"'(1)"'
'''(1)'''
<math>\displaystyle
<math>\displaystyle
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{5^{n+1}+1+6^{n+1}}{3\cdot 6^n}</math><br>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{5^{n+1}+1+6^{n+1}}{3\cdot 6^n}</math><br>
"'(2)"'
'''(2)'''
<math>\displaystyle
<math>\displaystyle
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}</math><br>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}</math><br>
"'(3)"'
'''(3)'''
<math>\displaystyle
<math>\displaystyle
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{1+\frac{1}{4}+\frac{1}{16}+\ldots+\frac{1}{4^n}}{1+\frac{1}{3}+\frac{1}{9}+\ldots+\frac{1}{3^n}}.</math>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty}\frac{1+\frac{1}{4}+\frac{1}{16}+\ldots+\frac{1}{4^n}}{1+\frac{1}{3}+\frac{1}{9}+\ldots+\frac{1}{3^n}}.</math>
Linia 202: Linia 221:


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"' Wykonać dzielenie <math>6^n.</math><br>
'''(1)''' Wykonać dzielenie <math>6^n.</math><br>
"'(2)"' Sposób I. Wykorzystać twierdzenie o trzech ciągach.<br>
'''(2)''' Sposób I. Wykorzystać twierdzenie o trzech ciągach.<br>
Sposób II.
Sposób II.
Podzielić licznik i mianownik przez <math>3^{2n}</math>
Podzielić licznik i mianownik przez <math>3^{2n}</math>
i skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.<br>
i skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.<br>
"'(3)"' Wykorzystać wzór na sumę skończonego
'''(3)''' Wykorzystać wzór na sumę skończonego
ciągu geometrycznego (patrz Uwaga [[##u.1.0100|Uzupelnic u.1.0100|]]).
ciągu geometrycznego (patrz Uwaga [[##u.1.0100|Uzupelnic u.1.0100|]]).
{}<math>\Box</math></div></div>
{}<math>\Box</math></div></div>


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"'
'''(1)'''
Wykonując dzielenie przez <math>6^n</math> dostajemy:
Wykonując dzielenie przez <math>6^n</math> dostajemy:


Linia 229: Linia 248:
(patrz Przykład [[##p.new.am1.w.03.220|Uzupelnic p.new.am1.w.03.220|]]).<br>
(patrz Przykład [[##p.new.am1.w.03.220|Uzupelnic p.new.am1.w.03.220|]]).<br>
<br>
<br>
"'(2)"'
'''(2)'''
"'Sposób I."'
'''Sposób I.'''
Zauważmy, że
Zauważmy, że


Linia 249: Linia 268:
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}=0.</math><br>
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}=0.</math><br>
<br>
<br>
"'Sposób II."'
'''Sposób II.'''
Dzieląc licznik i mianownik przez <math>3^{2n}</math>
Dzieląc licznik i mianownik przez <math>3^{2n}</math>
oraz korzystając z twierdzeń o arytmetyce granic, mamy
oraz korzystając z twierdzeń o arytmetyce granic, mamy
Linia 262: Linia 281:
</math></center>
</math></center>


"'(3)"'
'''(3)'''
Korzystając ze wzoru na sumę skończonego
Korzystając ze wzoru na sumę skończonego
ciągu geometrycznego (patrz Uwaga [[##u.1.0100|Uzupelnic u.1.0100|]]), mamy
ciągu geometrycznego (patrz Uwaga [[##u.1.0100|Uzupelnic u.1.0100|]]), mamy
Linia 368: Linia 387:
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi,
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi,
Udowodnić następujące stwierdzenia:<br>
Udowodnić następujące stwierdzenia:<br>
"'(1)"'
'''(1)'''
<math>\displaystyle \lim\limits_{n\rightarrow +\infty} (a_nb_n)
<math>\displaystyle \lim\limits_{n\rightarrow +\infty} (a_nb_n)
=\bigg(\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n\bigg)\bigg(\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n\bigg)</math>;<br>
=\bigg(\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n\bigg)\bigg(\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n\bigg)</math>;<br>
"'(2)"'
'''(2)'''
<math>\displaystyle \lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{a_n}{b_n}
<math>\displaystyle \lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{a_n}{b_n}
=\frac{\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n}{\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n}</math>
=\frac{\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n}{\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n}</math>
Linia 381: Linia 400:


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"' Skorzystać z faktu, że ciąg zbieżny jest ograniczony.
'''(1)''' Skorzystać z faktu, że ciąg zbieżny jest ograniczony.
Przy liczeniu granicy ciągu <math>\displaystyle\{a_nb_n\}</math> wykorzystać oszacowanie
Przy liczeniu granicy ciągu <math>\displaystyle\{a_nb_n\}</math> wykorzystać oszacowanie


Linia 392: Linia 411:
</math></center>
</math></center>


"'(2)"' Najpierw udowodnić, że
'''(2)''' Najpierw udowodnić, że
<math>\displaystyle \lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{1}{b_n}
<math>\displaystyle \lim\limits_{n\rightarrow +\infty} \frac{1}{b_n}
=\frac{1}{\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n}.</math>
=\frac{1}{\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n}.</math>
Linia 400: Linia 419:


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"'
'''(1)'''
Niech <math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n=a</math> i <math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n=b.</math>
Niech <math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n=a</math> i <math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n=b.</math>
Należy pokazać, że
Należy pokazać, że
Linia 459: Linia 478:
</math></center>
</math></center>


"'(2)"'
'''(2)'''
Niech <math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n=a</math> i <math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n=b</math>
Niech <math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n=a</math> i <math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} b_n=b</math>
(gdzie <math>b_n\ne 0</math> dla <math>n\in\mathbb{N}</math> oraz <math>b\ne 0</math>).
(gdzie <math>b_n\ne 0</math> dla <math>n\in\mathbb{N}</math> oraz <math>b\ne 0</math>).
Linia 529: Linia 548:
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi.
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi.
Udowodnić następujące stwierdzenia:<br>
Udowodnić następujące stwierdzenia:<br>
"'(1)"'
'''(1)'''
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n =a\quad
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n =a\quad
\Longrightarrow\quad
\Longrightarrow\quad
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} |a_n|=|a|</math>;<br>
\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} |a_n|=|a|</math>;<br>
"'(2)"'
'''(2)'''
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n =0\quad
<math>\displaystyle\lim\limits_{n\rightarrow +\infty} a_n =0\quad
\Longleftrightarrow\quad
\Longleftrightarrow\quad
Linia 542: Linia 561:


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Wskazówka </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"'
'''(1)'''
Udowodnić najpierw prostą nierówność:
Udowodnić najpierw prostą nierówność:


Linia 553: Linia 572:
</math></center>
</math></center>


"'(2)"' Wykorzystać jedynie definicję granicy ciągu.
'''(2)''' Wykorzystać jedynie definicję granicy ciągu.
{}<math>\Box</math></div></div>
{}<math>\Box</math></div></div>


<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
<div class="mw-collapsible mw-made=collapsible mw-collapsed"><span class="mw-collapsible-toogle mw-collapsible-toogle-default style="font-variant:small-caps">Rozwiązanie </span><div class="mw-collapsible-content" style="display:none">   
"'(1)"'
'''(1)'''
Udowodnimy najpierw, że
Udowodnimy najpierw, że


Linia 644: Linia 663:
granicy.<br>
granicy.<br>
<br>
<br>
"'(2)"'
'''(2)'''
"<math>\displaystyle\Longrightarrow</math>":<br>
"<math>\displaystyle\Longrightarrow</math>":<br>
Wynika wprost z punktu (4).<br>
Wynika wprost z punktu (4).<br>

Wersja z 15:15, 3 sie 2006

{stre}{Streszczenie} {wsk}{Wskazówka} {rozw}{Rozwiązanie} {textt}{} {thm}{Twierdzenie}[section] {stw}[thm]{Stwierdzenie} {lem}[thm]{Lemat} {uwa}[thm]{Uwaga} {exa}[thm]{Example} {dfn}[thm]{Definicja} {wn}[thm]{Wniosek} {prz}[thm]{Przykład} {zadan}[thm]{Zadanie}

{} {}

Ciągi liczbowe. Ćwiczenia

Ćwiczenie [Uzupelnij]

Obliczyć następujące granice ciągów:
(1) limn+2n2+13n21
(2) limn+2n2+n+2nn
(3) limn+n+1n2+2.

{black}

Wskazówka
Rozwiązanie

Ćwiczenie [Uzupelnij]

Obliczyć następujące granice ciągów:
(1) limn+(n+2n)n2
(2) limn+(n+3n)n3.

{black}

Wskazówka
Rozwiązanie

Ćwiczenie [Uzupelnij]

Obliczyć następujące granice ciągów:
(1) limn+5n+1+1+6n+136n
(2) limn+2n+1+3n32n+2
(3) limn+1+14+116++14n1+13+19++13n.

{black}

Wskazówka
Rozwiązanie

Ćwiczenie [Uzupelnij]

Niech {xn} będzie ciągiem liczbowym takim, że limn+xn=g. Udowodnić, że jeśli g0 oraz xn0 dla dowolnego n, to ciąg {1xn} jest ograniczony oraz dodatkowo

m>0: |1xn|m.

{black}

Wskazówka
Rozwiązanie

Ćwiczenie [Uzupelnij]

Niech {an},{bn} będą ciągami liczbowymi zbieżnymi, Udowodnić następujące stwierdzenia:
(1) limn+(anbn)=(limn+an)(limn+bn);
(2) limn+anbn=limn+anlimn+bn (o ile bn0 dla n oraz limn+bn0).

{black}

Wskazówka
Rozwiązanie

Ćwiczenie [Uzupelnij]

Niech {an},{bn} będą ciągami liczbowymi zbieżnymi. Udowodnić następujące stwierdzenia:
(1) limn+an=alimn+|an|=|a|;
(2) limn+an=0limn+|an|=0;

{black}

Wskazówka
Rozwiązanie