Test Arka: Różnice pomiędzy wersjami
Nie podano opisu zmian |
Nie podano opisu zmian |
||
Linia 12: | Linia 12: | ||
Obliczyć następujące granice ciągów:<br> | Obliczyć następujące granice ciągów:<br> | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
<math>\displaystyle | <math>\displaystyle | ||
\limn\frac{2n^2+1}{3n^2-1}</math><br> | \limn\frac{2n^2+1}{3n^2-1}</math><br> | ||
'''(2)''' | '''(2)''' | ||
<math>\displaystyle | <math>\displaystyle | ||
\limn\frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}</math><br> | \limn\frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}</math><br> | ||
'''(3)''' | '''(3)''' | ||
<math>\displaystyle | <math>\displaystyle | ||
\limn\frac{-n+1}{n^2+2}.</math> | \limn\frac{-n+1}{n^2+2}.</math> | ||
'''(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> | ||
oraz skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic. | oraz skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic. | ||
'''(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 52: | Linia 36: | ||
\limn\frac{2n^2+1}{3n^2-1} | \limn\frac{2n^2+1}{3n^2-1} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\limn | \limn | ||
\frac{\displaystyle 2+\overbrace{\frac{1}{n^2}}^{\ra 0}}{\displaystyle 3-\underbrace{\frac{1}{n^2}}_{\ra 0}} | \frac{\displaystyle 2+\overbrace{\frac{1}{n^2}}^{\ra 0}}{\displaystyle 3-\underbrace{\frac{1}{n^2}}_{\ra 0}} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{2}{3}, | \frac{2}{3}, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
przy czym w ostatniej równości wykorzystujemy twierdzenia o | przy czym w ostatniej równości wykorzystujemy twierdzenia o | ||
arytmetyce granic (dla sumy i iloczynu; patrz Twierdzenie [[##t.new.am1.w.04.080|Uzupelnic t.new.am1.w.04.080|]]) | arytmetyce granic (dla sumy i iloczynu; patrz Twierdzenie [[##t.new.am1.w.04.080|Uzupelnic t.new.am1.w.04.080|]]) | ||
oraz fakt, że | oraz fakt, że | ||
<math>\displaystyle\limn \frac{1}{n^2}=0</math> | <math>\displaystyle\limn \frac{1}{n^2}=0</math> | ||
(patrz Przykład [[##p.new.am1.w.03.210|Uzupelnic p.new.am1.w.03.210|]] i Twierdzenie | (patrz Przykład [[##p.new.am1.w.03.210|Uzupelnic p.new.am1.w.03.210|]] i Twierdzenie | ||
[[##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 86: | Linia 56: | ||
\begin{array} {ccccc} | \begin{array} {ccccc} | ||
\displaystyle\frac{2n^2}{n\sqrt{n}} & \le & \displaystyle\frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}\\ | \displaystyle\frac{2n^2}{n\sqrt{n}} & \le & \displaystyle\frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}\\ | ||
\shortparallel & & \\ | \shortparallel & & \\ | ||
\displaystyle 2\sqrt{n} & & \\ | \displaystyle 2\sqrt{n} & & \\ | ||
\downarrow & & \\ | \downarrow & & \\ | ||
+\infty & & | +\infty & & | ||
\end{array} | \end{array} | ||
</math></center> | </math></center> | ||
(przy czym ostatnią zbieżność <math>\displaystyle\limn \sqrt{n}=+\infty</math> | (przy czym ostatnią zbieżność <math>\displaystyle\limn \sqrt{n}=+\infty</math> | ||
łatwo pokazać z definicji granicy niewłaściwej). | łatwo pokazać z definicji granicy niewłaściwej). | ||
Zatem korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach | Zatem korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach | ||
(patrz Twierdzenie [[##t.new.am1.w.04.120|Uzupelnic t.new.am1.w.04.120|]](a)) | (patrz Twierdzenie [[##t.new.am1.w.04.120|Uzupelnic t.new.am1.w.04.120|]](a)) | ||
wnioskujemy, że | wnioskujemy, że | ||
<math>\displaystyle\limn \frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}=+\infty</math><br> | <math>\displaystyle\limn \frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}=+\infty</math><br> | ||
'''(3)''' | '''(3)''' | ||
'''Sposób I.''' | '''Sposób I.''' | ||
Zauważmy, że | Zauważmy, że | ||
Linia 122: | Linia 77: | ||
\begin{array} {ccccc} | \begin{array} {ccccc} | ||
\displaystyle -\frac{n}{n^2} & \le & \displaystyle\frac{-n+1}{n^2+2} & \le & 0\\ | \displaystyle -\frac{n}{n^2} & \le & \displaystyle\frac{-n+1}{n^2+2} & \le & 0\\ | ||
\shortparallel & & & & \downarrow\\ | \shortparallel & & & & \downarrow\\ | ||
\displaystyle -\frac{1}{n} & & & & 0\\ | \displaystyle -\frac{1}{n} & & & & 0\\ | ||
\downarrow & & & & \\ | \downarrow & & & & \\ | ||
0 & & & & \\ | 0 & & & & \\ | ||
\end{array} | \end{array} | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Zatem korzystając z twierdzenia a trzech ciągach wnioskujemy, | Zatem korzystając z twierdzenia a trzech ciągach wnioskujemy, | ||
że | że | ||
<math>\displaystyle\limn \frac{-n+1}{n^2+2}=0.</math><br> | <math>\displaystyle\limn \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 152: | Linia 95: | ||
\limn \frac{-n+1}{n^2+2} | \limn \frac{-n+1}{n^2+2} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\limn\frac{\displaystyle \overbrace{-\frac{1}{n}}^{\ra 0}+\overbrace{\frac{1}{n^2}}^{\ra 0}}{\displaystyle 1+\underbrace{\frac{2}{n^2}}_{\ra 0}} | \limn\frac{\displaystyle \overbrace{-\frac{1}{n}}^{\ra 0}+\overbrace{\frac{1}{n^2}}^{\ra 0}}{\displaystyle 1+\underbrace{\frac{2}{n^2}}_{\ra 0}} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
0. | 0. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Obliczyć następujące granice ciągów:<br> | Obliczyć następujące granice ciągów:<br> | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
<math>\displaystyle | <math>\displaystyle | ||
\limn \frac{\binom{n+2}{n}}{n^2}</math><br> | \limn \frac{\binom{n+2}{n}}{n^2}</math><br> | ||
'''(2)''' | '''(2)''' | ||
<math>\displaystyle | <math>\displaystyle | ||
\limn \frac{\binom{n+3}{n}}{n^3}.</math> | \limn \frac{\binom{n+3}{n}}{n^3}.</math> | ||
'''(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). | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu | Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu | ||
Linia 188: | Linia 118: | ||
\binom{n+2}{n} | \binom{n+2}{n} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{(n+2)!}{n!\cdot 2!} | \frac{(n+2)!}{n!\cdot 2!} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{(n+1)(n+2)}{2} | \frac{(n+1)(n+2)}{2} | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 202: | Linia 127: | ||
<center><math>\aligned \graph | <center><math>\aligned \graph | ||
\displaystyle | \displaystyle | ||
\limn \frac{\binom{n+2}{n}}{n^2} | \limn \frac{\binom{n+2}{n}}{n^2} | ||
& = & | & = & | ||
\displaystyle | \displaystyle | ||
\limn \frac{(n+1)(n+2)}{2n^2} | \limn \frac{(n+1)(n+2)}{2n^2} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\limn\frac{n^2+3n+2}{2n^2}\\ | \limn\frac{n^2+3n+2}{2n^2}\\ | ||
& = & | & = & | ||
\displaystyle | \displaystyle | ||
\limn\frac{1}{2} | \limn\frac{1}{2} | ||
+\underbrace{\limn\frac{3}{2}\cdot\frac{1}{n}}_{=0} | +\underbrace{\limn\frac{3}{2}\cdot\frac{1}{n}}_{=0} | ||
+\underbrace{\limn\frac{1}{n^2}}_{=0} | +\underbrace{\limn\frac{1}{n^2}}_{=0} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{1}{2}. | \frac{1}{2}. | ||
Linia 234: | Linia 145: | ||
'''(2)''' | '''(2)''' | ||
Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu | Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu | ||
Linia 240: | Linia 150: | ||
\binom{n+3}{n} | \binom{n+3}{n} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{(n+3)!}{n!\cdot 3!} | \frac{(n+3)!}{n!\cdot 3!} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{(n+1)(n+2)(n+3)}{6} | \frac{(n+1)(n+2)(n+3)}{6} | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 254: | Linia 159: | ||
<center><math>\aligned \graph | <center><math>\aligned \graph | ||
\displaystyle | \displaystyle | ||
\limn \frac{\binom{n+3}{n}}{n^3} | \limn \frac{\binom{n+3}{n}}{n^3} | ||
& = & | & = & | ||
\displaystyle | \displaystyle | ||
\limn \frac{(n+1)(n+2)(n+3)}{6n^3} | \limn \frac{(n+1)(n+2)(n+3)}{6n^3} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\limn\frac{n^3+6n^2+11n+6}{6n^3}\\ | \limn\frac{n^3+6n^2+11n+6}{6n^3}\\ | ||
& = & | & = & | ||
\displaystyle | \displaystyle | ||
\limn\frac{1}{6} | \limn\frac{1}{6} | ||
+\underbrace{\limn\frac{1}{n}}_{=0} | +\underbrace{\limn\frac{1}{n}}_{=0} | ||
+\underbrace{\limn\frac{11}{6}\cdot\frac{1}{n^2}}_{=0} | +\underbrace{\limn\frac{11}{6}\cdot\frac{1}{n^2}}_{=0} | ||
+\underbrace{\limn\frac{1}{n^3}}_{=0} | +\underbrace{\limn\frac{1}{n^3}}_{=0} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{1}{6}. | \frac{1}{6}. | ||
Linia 288: | Linia 178: | ||
Obliczyć następujące granice ciągów:<br> | Obliczyć następujące granice ciągów:<br> | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
<math>\displaystyle | <math>\displaystyle | ||
\limn\frac{5^{n+1}+1+6^{n+1}}{3\cdot 6^n}</math><br> | \limn\frac{5^{n+1}+1+6^{n+1}}{3\cdot 6^n}</math><br> | ||
'''(2)''' | '''(2)''' | ||
<math>\displaystyle | <math>\displaystyle | ||
\limn\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}</math><br> | \limn\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}</math><br> | ||
'''(3)''' | '''(3)''' | ||
<math>\displaystyle | <math>\displaystyle | ||
\limn\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> | \limn\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> | ||
'''(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|]]). | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
Wykonując dzielenie przez <math>6^n</math> dostajemy: | Wykonując dzielenie przez <math>6^n</math> dostajemy: | ||
Linia 328: | Linia 202: | ||
\limn\frac{5^{n+1}+1+6^{n+1}}{3\cdot 6^n} | \limn\frac{5^{n+1}+1+6^{n+1}}{3\cdot 6^n} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\limn\frac{5}{3}\bigg(\frac{5}{6}\bigg)^n | \limn\frac{5}{3}\bigg(\frac{5}{6}\bigg)^n | ||
+\limn \frac{1}{3}\bigg(\frac{1}{6}\bigg)^n | +\limn \frac{1}{3}\bigg(\frac{1}{6}\bigg)^n | ||
+\limn 2 | +\limn 2 | ||
\ =\ | \ =\ | ||
2, | 2, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
gdzie wykorzystaliśmy znajomość ciągu geometrycznego | gdzie wykorzystaliśmy znajomość ciągu geometrycznego | ||
(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 358: | Linia 220: | ||
\begin{array} {ccccc} | \begin{array} {ccccc} | ||
\displaystyle 0 & \le & \displaystyle\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2} & \le & \displaystyle\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}}\\ | \displaystyle 0 & \le & \displaystyle\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2} & \le & \displaystyle\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}}\\ | ||
\downarrow & & & & \shortparallel\\ | \downarrow & & & & \shortparallel\\ | ||
\displaystyle 0 & & & & \displaystyle 2\bigg(\frac{2}{9}\bigg)^n+\bigg(\frac{1}{3}\bigg)^n\\ | \displaystyle 0 & & & & \displaystyle 2\bigg(\frac{2}{9}\bigg)^n+\bigg(\frac{1}{3}\bigg)^n\\ | ||
& & & & \downarrow\\ | & & & & \downarrow\\ | ||
& & & & 0\\ | & & & & 0\\ | ||
\end{array} | \end{array} | ||
</math></center> | </math></center> | ||
gdzie wykorzystaliśmy znajomość ciągu geometrycznego. | gdzie wykorzystaliśmy znajomość ciągu geometrycznego. | ||
Zatem korzystając z twierdzenie a trzech ciągach wnioskujemy, | Zatem korzystając z twierdzenie a trzech ciągach wnioskujemy, | ||
że | że | ||
<math>\displaystyle\limn \frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}=0.</math><br> | <math>\displaystyle\limn \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 392: | Linia 240: | ||
\limn\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2} | \limn\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\limn \frac{\displaystyle 2\cdot\bigg(\frac{2}{9}\bigg)^n+\bigg(\frac{1}{3}\bigg)^n}{\displaystyle 1+2\cdot\bigg(\frac{1}{9}\bigg)^n} | \limn \frac{\displaystyle 2\cdot\bigg(\frac{2}{9}\bigg)^n+\bigg(\frac{1}{3}\bigg)^n}{\displaystyle 1+2\cdot\bigg(\frac{1}{9}\bigg)^n} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
0. | 0. | ||
</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 412: | Linia 253: | ||
\limn\frac{\displaystyle 1+\frac{1}{4}+\frac{1}{16}+\ldots+\frac{1}{4^n}}{\displaystyle 1+\frac{1}{3}+\frac{1}{9}+\ldots+\frac{1}{3^n}} | \limn\frac{\displaystyle 1+\frac{1}{4}+\frac{1}{16}+\ldots+\frac{1}{4^n}}{\displaystyle 1+\frac{1}{3}+\frac{1}{9}+\ldots+\frac{1}{3^n}} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\limn\frac{\displaystyle\frac{\displaystyle 1-\frac{1}{4^{n+1}}}{\displaystyle 1-\frac{1}{4}}}{\displaystyle\frac{\displaystyle 1-\frac{1}{3^{n+1}}}{\displaystyle 1-\frac{1}{3}}} | \limn\frac{\displaystyle\frac{\displaystyle 1-\frac{1}{4^{n+1}}}{\displaystyle 1-\frac{1}{4}}}{\displaystyle\frac{\displaystyle 1-\frac{1}{3^{n+1}}}{\displaystyle 1-\frac{1}{3}}} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{9}{8}\cdot | \frac{9}{8}\cdot | ||
\limn\frac{\displaystyle 1-\overbrace{\bigg(\frac{1}{4}\bigg)^{n+1}}^{\ra 0}}{\displaystyle 1-\underbrace{\bigg(\frac{1}{3}\bigg)^{n+1}}_{\ra 0}} | \limn\frac{\displaystyle 1-\overbrace{\bigg(\frac{1}{4}\bigg)^{n+1}}^{\ra 0}}{\displaystyle 1-\underbrace{\bigg(\frac{1}{3}\bigg)^{n+1}}_{\ra 0}} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{9}{8}\cdot 1 | \frac{9}{8}\cdot 1 | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{9}{8}. | \frac{9}{8}. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Niech | Niech | ||
<math>\displaystyle\{x_n\}\subseteq\rr</math> będzie ciągiem liczbowym takim, że | <math>\displaystyle\{x_n\}\subseteq\rr</math> będzie ciągiem liczbowym takim, że | ||
<math>\displaystyle\limn x_n=g.</math> | <math>\displaystyle\limn x_n=g.</math> | ||
Udowodnić, że | Udowodnić, że | ||
jeśli <math>g\ne 0</math> oraz | jeśli <math>g\ne 0</math> oraz | ||
<math>x_n\ne 0</math> dla dowolnego <math>n\in\nn,</math> to ciąg | <math>x_n\ne 0</math> dla dowolnego <math>n\in\nn,</math> to ciąg | ||
<math>\displaystyle\big\{\frac{1}{x_n}\big\}</math> jest ograniczony | <math>\displaystyle\big\{\frac{1}{x_n}\big\}</math> jest ograniczony | ||
oraz dodatkowo | oraz dodatkowo | ||
Linia 452: | Linia 276: | ||
\exists m>0:\ \bigg|\frac{1}{x_n}\bigg|\ge m. | \exists m>0:\ \bigg|\frac{1}{x_n}\bigg|\ge m. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Skorzystać z definicji granicy ciągu z | Skorzystać z definicji granicy ciągu z | ||
<math>\displaystyle\eps=\frac{|g|}{2}.</math> | <math>\displaystyle\eps=\frac{|g|}{2}.</math> | ||
Niech <math>\displaystyle\limn x_n=g\ne 0.</math> | Niech <math>\displaystyle\limn x_n=g\ne 0.</math> | ||
Niech <math>\displaystyle\eps=\frac{|g|}{2}>0.</math> | Niech <math>\displaystyle\eps=\frac{|g|}{2}>0.</math> | ||
Z definicji granicy mamy | Z definicji granicy mamy | ||
Linia 468: | Linia 288: | ||
\exists N\in\nn\ \forall n\ge N:\ | \exists N\in\nn\ \forall n\ge N:\ | ||
|x_n-g|<\frac{|g|}{2}, | |x_n-g|<\frac{|g|}{2}, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 478: | Linia 296: | ||
\forall n\ge N:\ g-\frac{|g|}{2}<x_n<g+\frac{|g|}{2}, | \forall n\ge N:\ g-\frac{|g|}{2}<x_n<g+\frac{|g|}{2}, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 486: | Linia 303: | ||
\forall n\ge N:\ \frac{|g|}{2}<|x_n|<\frac{3|g|}{2}, | \forall n\ge N:\ \frac{|g|}{2}<|x_n|<\frac{3|g|}{2}, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 494: | Linia 310: | ||
\forall n\ge N:\ | \forall n\ge N:\ | ||
\frac{2}{3|g|}<\frac{1}{|x_n|}<\frac{2}{|g|}. | \frac{2}{3|g|}<\frac{1}{|x_n|}<\frac{2}{|g|}. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 504: | Linia 318: | ||
m | m | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\min\bigg\{\frac{2}{3|g|},\frac{1}{|x_1|},\ldots,\frac{1}{|x_n|}\bigg\},\qquad | \min\bigg\{\frac{2}{3|g|},\frac{1}{|x_1|},\ldots,\frac{1}{|x_n|}\bigg\},\qquad | ||
M | M | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\max\bigg\{\frac{2}{|g|},\frac{1}{|x_1|},\ldots,\frac{1}{|x_n|}\bigg\}. | \max\bigg\{\frac{2}{|g|},\frac{1}{|x_1|},\ldots,\frac{1}{|x_n|}\bigg\}. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Oczywiście <math>0<m<M</math> | Oczywiście <math>0<m<M</math> | ||
oraz | oraz | ||
Linia 524: | Linia 331: | ||
\forall n\in\nn:\ m\le \bigg|\frac{1}{x_n}\bigg|\le M, | \forall n\in\nn:\ m\le \bigg|\frac{1}{x_n}\bigg|\le M, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 530: | Linia 336: | ||
Niech | Niech | ||
<math>\displaystyle\{a_n\},\{b_n\}\subseteq\rr</math> | <math>\displaystyle\{a_n\},\{b_n\}\subseteq\rr</math> | ||
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi, | będą ciągami liczbowymi zbieżnymi, | ||
Udowodnić następujące stwierdzenia:<br> | Udowodnić następujące stwierdzenia:<br> | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
<math>\displaystyle \limn (a_nb_n) | <math>\displaystyle \limn (a_nb_n) | ||
=\bigg(\limn a_n\bigg)\bigg(\limn b_n\bigg)</math>;<br> | =\bigg(\limn a_n\bigg)\bigg(\limn b_n\bigg)</math>;<br> | ||
'''(2)''' | '''(2)''' | ||
<math>\displaystyle \limn \frac{a_n}{b_n} | <math>\displaystyle \limn \frac{a_n}{b_n} | ||
=\frac{\limn a_n}{\limn b_n}</math> | =\frac{\limn a_n}{\limn b_n}</math> | ||
(o ile | (o ile | ||
<math>b_n\ne 0</math> dla <math>n\in\nn</math> oraz <math>\displaystyle\limn b_n\ne 0</math>). | <math>b_n\ne 0</math> dla <math>n\in\nn</math> oraz <math>\displaystyle\limn b_n\ne 0</math>). | ||
'''(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 560: | Linia 354: | ||
\big|a_nb_n-ab\big| | \big|a_nb_n-ab\big| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
\big|a_nb_n-a_nb\big| | \big|a_nb_n-a_nb\big| | ||
+\big|a_nb-ab\big|. | +\big|a_nb-ab\big|. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
'''(2)''' Najpierw udowodnić, że | '''(2)''' Najpierw udowodnić, że | ||
<math>\displaystyle \limn \frac{1}{b_n} | <math>\displaystyle \limn \frac{1}{b_n} | ||
=\frac{1}{\limn b_n}.</math> | =\frac{1}{\limn b_n}.</math> | ||
W tym celu skorzystać z Zadania [[##z.new.am1.c.04.0040|Uzupelnic z.new.am1.c.04.0040|]]. | W tym celu skorzystać z Zadania [[##z.new.am1.c.04.0040|Uzupelnic z.new.am1.c.04.0040|]]. | ||
Następnie wykorzystać punkt (1). | Następnie wykorzystać punkt (1). | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
Niech <math>\displaystyle\limn a_n=a</math> i <math>\displaystyle\limn b_n=b.</math> | Niech <math>\displaystyle\limn a_n=a</math> i <math>\displaystyle\limn b_n=b.</math> | ||
Należy pokazać, że | Należy pokazać, że | ||
Linia 588: | Linia 372: | ||
\forall \eps>0\ \exists N\in\nn\ \forall n\ge N: | \forall \eps>0\ \exists N\in\nn\ \forall n\ge N: | ||
\big|a_nb_n-ab\big|<\eps. | \big|a_nb_n-ab\big|<\eps. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 600: | Linia 382: | ||
\exists A>0\ \forall n\in\nn:\ |a_n|\le A. | \exists A>0\ \forall n\in\nn:\ |a_n|\le A. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 606: | Linia 387: | ||
<center><math>\aligned \graph | <center><math>\aligned \graph | ||
&& \exists N_1\in\nn:\ |b_n-b|<\frac{\eps}{2A},\\ | && \exists N_1\in\nn:\ |b_n-b|<\frac{\eps}{2A},\\ | ||
&& \exists N_2\in\nn:\ |a_n-a|<\frac{\eps}{2|b|} | && \exists N_2\in\nn:\ |a_n-a|<\frac{\eps}{2|b|} | ||
Linia 614: | Linia 393: | ||
(przy czym jeśli <math>b=0,</math> to ostatnie wyrażenie | (przy czym jeśli <math>b=0,</math> to ostatnie wyrażenie | ||
<math>\displaystyle\frac{\eps}{2|b|}</math> zastąpmy przez <math>\displaystyle\eps</math>). | <math>\displaystyle\frac{\eps}{2|b|}</math> zastąpmy przez <math>\displaystyle\eps</math>). | ||
Niech <math>N=\max\{N_1,N_2\}.</math> | Niech <math>N=\max\{N_1,N_2\}.</math> | ||
Wówczas dla dowolnego <math>n\ge N,</math> mamy | Wówczas dla dowolnego <math>n\ge N,</math> mamy | ||
<center><math>\aligned \graph | <center><math>\aligned \graph | ||
\big|a_nb_n-ab\big| | \big|a_nb_n-ab\big| | ||
& \le & | & \le & | ||
\big|a_nb_n-a_nb\big| | \big|a_nb_n-a_nb\big| | ||
+\big|a_nb-ab\big| | +\big|a_nb-ab\big| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
|a_n||b_n-b|+|a_n-a||b|\\ | |a_n||b_n-b|+|a_n-a||b|\\ | ||
& < & | & < & | ||
A\cdot\frac{\eps}{2A} | A\cdot\frac{\eps}{2A} | ||
+\frac{\eps}{2|b|}\cdot |b| | +\frac{\eps}{2|b|}\cdot |b| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\eps, | \eps, | ||
Linia 652: | Linia 418: | ||
\limn (a_nb_n) | \limn (a_nb_n) | ||
\ =\ | \ =\ | ||
a\cdot b | a\cdot b | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\bigg(\limn a_n\bigg)\cdot\bigg(\limn b_n\bigg). | \bigg(\limn a_n\bigg)\cdot\bigg(\limn b_n\bigg). | ||
</math></center> | </math></center> | ||
'''(2)''' | '''(2)''' | ||
Niech <math>\displaystyle\limn a_n=a</math> i <math>\displaystyle\limn b_n=b</math> | Niech <math>\displaystyle\limn a_n=a</math> i <math>\displaystyle\limn b_n=b</math> | ||
(gdzie <math>b_n\ne 0</math> dla <math>n\in\nn</math> oraz <math>b\ne 0</math>). | (gdzie <math>b_n\ne 0</math> dla <math>n\in\nn</math> oraz <math>b\ne 0</math>). | ||
Pokażemy najpierw, że | Pokażemy najpierw, że | ||
Linia 674: | Linia 432: | ||
\limn \frac{1}{b_n} | \limn \frac{1}{b_n} | ||
=\frac{1}{b}. | =\frac{1}{b}. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Ustalmy dowolne <math>\displaystyle\eps>0.</math> | Ustalmy dowolne <math>\displaystyle\eps>0.</math> | ||
Z Zadania [[##z.new.am1.c.04.0040|Uzupelnic z.new.am1.c.04.0040|]] wynika, że | Z Zadania [[##z.new.am1.c.04.0040|Uzupelnic z.new.am1.c.04.0040|]] wynika, że | ||
Linia 686: | Linia 441: | ||
\exists M>0\ \forall n\in\nn:\ | \exists M>0\ \forall n\in\nn:\ | ||
\bigg|\frac{1}{b_n}\bigg|\le M. | \bigg|\frac{1}{b_n}\bigg|\le M. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Z definicji granicy, | Z definicji granicy, | ||
zastosowanej do | zastosowanej do | ||
<math>\displaystyle\wt{\eps}=\frac{|b|\eps}{M}</math>, mamy także | <math>\displaystyle\wt{\eps}=\frac{|b|\eps}{M}</math>, mamy także | ||
Linia 700: | Linia 451: | ||
\exists N\in\nn\ \forall n\ge N:\ | \exists N\in\nn\ \forall n\ge N:\ | ||
|b_n-b|<\frac{|b|\eps}{M}. | |b_n-b|<\frac{|b|\eps}{M}. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 710: | Linia 459: | ||
\bigg|\frac{1}{b_n}-\frac{1}{b}\bigg| | \bigg|\frac{1}{b_n}-\frac{1}{b}\bigg| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\bigg|\frac{b-b_n}{bb_n}\bigg| | \bigg|\frac{b-b_n}{bb_n}\bigg| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
|b_n-b|\cdot\bigg|\frac{1}{b}\bigg|\cdot\bigg|\frac{1}{b_n}\bigg| | |b_n-b|\cdot\bigg|\frac{1}{b}\bigg|\cdot\bigg|\frac{1}{b_n}\bigg| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
\frac{|b|\eps}{M}\cdot\frac{1}{|b|}\cdot M | \frac{|b|\eps}{M}\cdot\frac{1}{|b|}\cdot M | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\eps, | \eps, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
pokazaliśmy więc, że | pokazaliśmy więc, że | ||
<math>\displaystyle\limn \frac{1}{b_n}=\frac{1}{b}.</math> | <math>\displaystyle\limn \frac{1}{b_n}=\frac{1}{b}.</math> | ||
Możemy teraz skorzystać z udowodnionego już punktu (2), | Możemy teraz skorzystać z udowodnionego już punktu (2), | ||
a mianowicie | a mianowicie | ||
Linia 740: | Linia 478: | ||
\limn \frac{a_n}{b_n} | \limn \frac{a_n}{b_n} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\limn \bigg(a_n\cdot\frac{1}{b_n}\bigg) | \limn \bigg(a_n\cdot\frac{1}{b_n}\bigg) | ||
\ =\ | \ =\ | ||
a\cdot\frac{1}{b} | a\cdot\frac{1}{b} | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\frac{a}{b}. | \frac{a}{b}. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Niech | Niech | ||
<math>\displaystyle\{a_n\},\{b_n\}\subseteq\rr</math> | <math>\displaystyle\{a_n\},\{b_n\}\subseteq\rr</math> | ||
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi. | będą ciągami liczbowymi zbieżnymi. | ||
Udowodnić następujące stwierdzenia:<br> | Udowodnić następujące stwierdzenia:<br> | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
<math>\displaystyle\limn a_n =a\quad | <math>\displaystyle\limn a_n =a\quad | ||
\Lra\quad | \Lra\quad | ||
\limn |a_n|=|a|</math>;<br> | \limn |a_n|=|a|</math>;<br> | ||
'''(2)''' | '''(2)''' | ||
<math>\displaystyle\limn a_n =0\quad | <math>\displaystyle\limn a_n =0\quad | ||
\Llra\quad | \Llra\quad | ||
\limn |a_n|=0</math>; | \limn |a_n|=0</math>; | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
Udowodnić najpierw prostą nierówność: | Udowodnić najpierw prostą nierówność: | ||
Linia 786: | Linia 505: | ||
\forall x,y\in\rr:\ | \forall x,y\in\rr:\ | ||
\big| |x|-|y|\big| | \big| |x|-|y|\big| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
|x-y|. | |x-y|. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 798: | Linia 513: | ||
'''(1)''' | '''(1)''' | ||
Udowodnimy najpierw, że | Udowodnimy najpierw, że | ||
Linia 804: | Linia 518: | ||
\forall x,y\in\rr:\ | \forall x,y\in\rr:\ | ||
\big| |x|-|y|\big| | \big| |x|-|y|\big| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
|x-y|. | |x-y|. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Korzystając z nierówności trójkąta dla | Korzystając z nierówności trójkąta dla | ||
wartości bezwzględnej (metryki euklidesowej w <math>\displaystyle\rr</math>), mamy | wartości bezwzględnej (metryki euklidesowej w <math>\displaystyle\rr</math>), mamy | ||
Linia 820: | Linia 529: | ||
|x| | |x| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
|x-y+y| | |x-y+y| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
|x-y|+|y|, | |x-y|+|y|, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 836: | Linia 540: | ||
|x|-|y| | |x|-|y| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
|x-y|. | |x-y|. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 848: | Linia 549: | ||
|y|-|x| | |y|-|x| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
|y-x| | |y-x| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
|x-y|. | |x-y|. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 864: | Linia 560: | ||
\big| |x|-|y|\big| | \big| |x|-|y|\big| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
|x-y|, | |x-y|, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 874: | Linia 567: | ||
Załóżmy teraz, że | Załóżmy teraz, że | ||
<math>\displaystyle\limn a_n=a.</math> | <math>\displaystyle\limn a_n=a.</math> | ||
Należy pokazać, że | Należy pokazać, że | ||
<math>\displaystyle\limn |a_n|=|a|.</math> | <math>\displaystyle\limn |a_n|=|a|.</math> | ||
Ustalmy dowolne <math>\displaystyle\eps>0.</math> | Ustalmy dowolne <math>\displaystyle\eps>0.</math> | ||
Z definicji granicy mamy | Z definicji granicy mamy | ||
Linia 888: | Linia 576: | ||
\exists N\in\nn\ \forall n\ge N:\ | \exists N\in\nn\ \forall n\ge N:\ | ||
|a_n-a|<\eps. | |a_n-a|<\eps. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Wówczas, korzystając z udowodnionej nierówności, | Wówczas, korzystając z udowodnionej nierówności, | ||
dla <math>n\ge N,</math> mamy | dla <math>n\ge N,</math> mamy | ||
Linia 900: | Linia 585: | ||
\big||a_n|-|a|\big| | \big||a_n|-|a|\big| | ||
\ \le\ | \ \le\ | ||
|a_n-a| | |a_n-a| | ||
\ <\ | \ <\ | ||
\eps. | \eps. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Zatem pokazaliśmy, że | Zatem pokazaliśmy, że | ||
<math>\displaystyle\limn |a_n|=|a|.</math><br> | <math>\displaystyle\limn |a_n|=|a|.</math><br> | ||
<br> | <br> | ||
Zauważmy w tym miejscu, że nie jest ogólnie prawdziwa implikacja | Zauważmy w tym miejscu, że nie jest ogólnie prawdziwa implikacja | ||
w drugą stronę. Rozważmy bowiem ciąg <math>a_n=(-1)^n</math>. | w drugą stronę. Rozważmy bowiem ciąg <math>a_n=(-1)^n</math>. | ||
Wówczas <math>\limn |a_n|=\limn 1=1=|1|</math>, , ale ciąg <math>\{a_n\}</math> nie ma | Wówczas <math>\limn |a_n|=\limn 1=1=|1|</math>, , ale ciąg <math>\{a_n\}</math> nie ma | ||
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> | ||
"<math>\displaystyle\Longleftarrow</math>":<br> | "<math>\displaystyle\Longleftarrow</math>":<br> | ||
Niech <math>\displaystyle\limn |a_n|=0.</math> | Niech <math>\displaystyle\limn |a_n|=0.</math> | ||
Należy pokazać, że <math>\displaystyle\limn a_n=0.</math> | Należy pokazać, że <math>\displaystyle\limn a_n=0.</math> | ||
Ustalmy dowolne <math>\displaystyle\eps>0.</math> | Ustalmy dowolne <math>\displaystyle\eps>0.</math> | ||
Z definicji granicy ciągu mamy | Z definicji granicy ciągu mamy | ||
Linia 946: | Linia 611: | ||
\exists N\in\nn\ \forall n\ge N:\ | \exists N\in\nn\ \forall n\ge N:\ | ||
\big||a_n|-0\big|<\eps. | \big||a_n|-0\big|<\eps. | ||
</math></center> | </math></center> | ||
Linia 956: | Linia 619: | ||
|a_n-0| | |a_n-0| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
|a_n| | |a_n| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\big||a_n|\big| | \big||a_n|\big| | ||
\ =\ | \ =\ | ||
\big||a_n|-0\big| | \big||a_n|-0\big| | ||
\ <\ | \ <\ | ||
\eps, | \eps, | ||
</math></center> | </math></center> | ||
co oznacza, że <math>\displaystyle\limn a_n=0.</math> | co oznacza, że <math>\displaystyle\limn a_n=0.</math> |
Wersja z 10:23, 4 sie 2006
Problemy ze wzorami na osiłku
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\large”): {\displaystyle {\large a^{\sum_{i=1}^{10}i}}}
Konwersja Arka Konwersja Arka 2 Konwersja Arka 3
Ciągi liczbowe. Ćwiczenia
Obliczyć następujące granice ciągów:
(1)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn\frac{2n^2+1}{3n^2-1}}
(2)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn\frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}}
(3)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn\frac{-n+1}{n^2+2}.}
(1) Podzielić licznik i mianownik przez
i skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.
(2) Wykorzystać twierdzenie o dwóch ciągach.
(3) Sposób I. Wykorzystać twierdzenie o trzech ciągach.
Sposób II.
Podzielić licznik i mianownik przez
oraz skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.
(1) Dzielimy licznik i mianownik przez i dostajemy:
przy czym w ostatniej równości wykorzystujemy twierdzenia o
arytmetyce granic (dla sumy i iloczynu; patrz Twierdzenie Uzupelnic t.new.am1.w.04.080|)
oraz fakt, że
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn \frac{1}{n^2}=0}
(patrz Przykład Uzupelnic p.new.am1.w.03.210| i Twierdzenie
Uzupelnic t.new.am1.w.04.080|).
(2)
Zauważmy, że
(przy czym ostatnią zbieżność Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn \sqrt{n}=+\infty}
łatwo pokazać z definicji granicy niewłaściwej).
Zatem korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach
(patrz Twierdzenie Uzupelnic t.new.am1.w.04.120|(a))
wnioskujemy, że
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn \frac{2n^2+n+2}{n\sqrt{n}}=+\infty}
(3)
Sposób I.
Zauważmy, że
Zatem korzystając z twierdzenia a trzech ciągach wnioskujemy,
że
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn \frac{-n+1}{n^2+2}=0.}
Sposób II.
Dzieląc licznik i mianownik przez
oraz korzystając z twierdzeń o arytmetyce granic, mamy
Obliczyć następujące granice ciągów:
(1)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn \frac{\binom{n+2}{n}}{n^2}}
(2)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn \frac{\binom{n+3}{n}}{n^3}.}
(1) Rozpisać symbol Newtona. Podzielić licznik i mianownik przez
(2) Rozwiązać analogicznie do przykładu (1).
(1) Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu
Zatem liczymy:
(2) Rozpiszmy symbol Newtona występujący w wyrazach ciągu
Zatem liczymy:
Obliczyć następujące granice ciągów:
(1)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn\frac{5^{n+1}+1+6^{n+1}}{3\cdot 6^n}}
(2)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn\frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}}
(3)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn\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}}.}
(1) Wykonać dzielenie
(2) Sposób I. Wykorzystać twierdzenie o trzech ciągach.
Sposób II.
Podzielić licznik i mianownik przez
i skorzystać z twierdzeń o arytmetyce granic.
(3) Wykorzystać wzór na sumę skończonego
ciągu geometrycznego (patrz Uwaga Uzupelnic u.1.0100|).
(1) Wykonując dzielenie przez dostajemy:
gdzie wykorzystaliśmy znajomość ciągu geometrycznego
(patrz Przykład Uzupelnic p.new.am1.w.03.220|).
(2)
Sposób I.
Zauważmy, że
gdzie wykorzystaliśmy znajomość ciągu geometrycznego.
Zatem korzystając z twierdzenie a trzech ciągach wnioskujemy,
że
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn \frac{2^{n+1}+3^n}{3^{2n}+2}=0.}
Sposób II.
Dzieląc licznik i mianownik przez
oraz korzystając z twierdzeń o arytmetyce granic, mamy
(3) Korzystając ze wzoru na sumę skończonego ciągu geometrycznego (patrz Uwaga Uzupelnic u.1.0100|), mamy
Niech Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\rr”): {\displaystyle \displaystyle\{x_n\}\subseteq\rr} będzie ciągiem liczbowym takim, że Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn x_n=g.} Udowodnić, że jeśli oraz dla dowolnego Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\nn”): {\displaystyle n\in\nn,} to ciąg jest ograniczony oraz dodatkowo
Skorzystać z definicji granicy ciągu z Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\eps”): {\displaystyle \displaystyle\eps=\frac{|g|}{2}.}
Niech Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn x_n=g\ne 0.} Niech Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\eps”): {\displaystyle \displaystyle\eps=\frac{|g|}{2}>0.} Z definicji granicy mamy
w szczególności dla tak dobranego Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\nn”): {\displaystyle N\in\nn,} mamy
zatem
czyli
Zdefiniujmy teraz
Oczywiście oraz
co należało dowieść.
Niech
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\rr”): {\displaystyle \displaystyle\{a_n\},\{b_n\}\subseteq\rr}
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi,
Udowodnić następujące stwierdzenia:
(1)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn (a_nb_n) =\bigg(\limn a_n\bigg)\bigg(\limn b_n\bigg)}
;
(2)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn \frac{a_n}{b_n} =\frac{\limn a_n}{\limn b_n}}
(o ile
dla Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\nn”): {\displaystyle n\in\nn}
oraz Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn b_n\ne 0}
).
(1) Skorzystać z faktu, że ciąg zbieżny jest ograniczony. Przy liczeniu granicy ciągu wykorzystać oszacowanie
(2) Najpierw udowodnić, że Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle \limn \frac{1}{b_n} =\frac{1}{\limn b_n}.} W tym celu skorzystać z Zadania Uzupelnic z.new.am1.c.04.0040|. Następnie wykorzystać punkt (1).
(1) Niech Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn a_n=a} i Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn b_n=b.} Należy pokazać, że
Ustalmy dowolne Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\eps”): {\displaystyle \displaystyle\eps>0.}
Ciąg jako zbieżny, jest ograniczony, to znaczy
Z definicji granicy mamy
(przy czym jeśli to ostatnie wyrażenie Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\eps”): {\displaystyle \displaystyle\frac{\eps}{2|b|}} zastąpmy przez Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\eps”): {\displaystyle \displaystyle\eps} ).
Niech Wówczas dla dowolnego mamy
zatem
(2) Niech Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn a_n=a} i Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn b_n=b} (gdzie dla Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\nn”): {\displaystyle n\in\nn} oraz ). Pokażemy najpierw, że
Ustalmy dowolne Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\eps”): {\displaystyle \displaystyle\eps>0.} Z Zadania Uzupelnic z.new.am1.c.04.0040| wynika, że
Z definicji granicy, zastosowanej do Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\wt”): {\displaystyle \displaystyle\wt{\eps}=\frac{|b|\eps}{M}} , mamy także
Wówczas dla mamy
pokazaliśmy więc, że Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn \frac{1}{b_n}=\frac{1}{b}.}
Możemy teraz skorzystać z udowodnionego już punktu (2), a mianowicie
Niech
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\rr”): {\displaystyle \displaystyle\{a_n\},\{b_n\}\subseteq\rr}
będą ciągami liczbowymi zbieżnymi.
Udowodnić następujące stwierdzenia:
(1)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn a_n =a\quad \Lra\quad \limn |a_n|=|a|}
;
(2)
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn a_n =0\quad \Llra\quad \limn |a_n|=0}
;
(1) Udowodnić najpierw prostą nierówność:
(2) Wykorzystać jedynie definicję granicy ciągu.
(1) Udowodnimy najpierw, że
Korzystając z nierówności trójkąta dla wartości bezwzględnej (metryki euklidesowej w Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\rr”): {\displaystyle \displaystyle\rr} ), mamy
stąd
Analogicznie dostajemy
Dwie ostatnie nierówności oznaczają, że
co należało dowieść.
Załóżmy teraz, że Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn a_n=a.} Należy pokazać, że Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn |a_n|=|a|.} Ustalmy dowolne Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\eps”): {\displaystyle \displaystyle\eps>0.} Z definicji granicy mamy
Wówczas, korzystając z udowodnionej nierówności, dla mamy
Zatem pokazaliśmy, że
Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn |a_n|=|a|.}
Zauważmy w tym miejscu, że nie jest ogólnie prawdziwa implikacja
w drugą stronę. Rozważmy bowiem ciąg .
Wówczas Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \limn |a_n|=\limn 1=1=|1|}
, , ale ciąg nie ma
granicy.
(2)
"":
Wynika wprost z punktu (4).
"":
Niech Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn |a_n|=0.}
Należy pokazać, że Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn a_n=0.}
Ustalmy dowolne Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\eps”): {\displaystyle \displaystyle\eps>0.}
Z definicji granicy ciągu mamy
Zatem dla mamy
co oznacza, że Parser nie mógł rozpoznać (nieznana funkcja „\limn”): {\displaystyle \displaystyle\limn a_n=0.}