Analiza matematyczna 1/Ćwiczenia 4: Ciągi liczbowe: Różnice pomiędzy wersjami
Nie podano opisu zmian |
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)''' | |||
<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)''' | |||
<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)''' | |||
<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> | |||
i skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.<br> | i skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.<br> | ||
'''(2)''' Wykorzystać twierdzenie o dwóch 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)''' | |||
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)''' | |||
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)''' | |||
'''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.''' | |||
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)''' | |||
<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)''' | |||
<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> | |||
'''(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)''' | |||
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)''' | |||
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)''' | |||
<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)''' | |||
<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)''' | |||
<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> | |||
'''(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 | |||
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)''' | |||
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)''' | |||
'''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.''' | |||
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)''' | |||
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)''' | |||
<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)''' | |||
<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. | |||
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 | |||
<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)''' | |||
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)''' | |||
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)''' | |||
<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)''' | |||
<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)''' | |||
Udowodnić najpierw prostą nierówność: | Udowodnić najpierw prostą nierówność: | ||
Linia 553: | Linia 572: | ||
</math></center> | </math></center> | ||
'''(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)''' | |||
Udowodnimy najpierw, że | Udowodnimy najpierw, że | ||
Linia 644: | Linia 663: | ||
granicy.<br> | granicy.<br> | ||
<br> | <br> | ||
'''(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)
(2)
(3)
{black}
Ćwiczenie [Uzupelnij]
Obliczyć następujące granice ciągów:
(1)
(2)
{black}
Ćwiczenie [Uzupelnij]
Obliczyć następujące granice ciągów:
(1)
(2)
(3)
{black}
Ćwiczenie [Uzupelnij]
Niech będzie ciągiem liczbowym takim, że Udowodnić, że jeśli oraz dla dowolnego to ciąg jest ograniczony oraz dodatkowo
{black}
Ćwiczenie [Uzupelnij]
Niech
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi,
Udowodnić następujące stwierdzenia:
(1)
;
(2)
(o ile
dla oraz ).
{black}
Ćwiczenie [Uzupelnij]
Niech
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi.
Udowodnić następujące stwierdzenia:
(1)
;
(2)
;
{black}