Bud W 3.pdf

(93 KB) Pobierz
III.Ci¡giliczbowe.
1.Definicjaci¡guliczbowego.
Definicja1.1.
Ci¡giemliczbowym nazywamyfunkcj¦a:N!Rodwzorowuj¡c¡zbiór
liczbnaturalnychNwzbiórliczbrzeczywistychRioznaczamyprzez{a n }.
U»ywamyzapisu
a n =a(n).
Ci¡g{a n }mo»nate»zapisywa¢wpostaci
a 1 ,a 2 ,a 3 ,...,a n ,...
Liczb¦a n nazywamyn-tymwyrazemci¡gu{a n }.
Przykładyokre±laniaci¡gówliczbowych:.
•wzorem,np.
p
n−1− p n,c n =1+2 2 +3 3 +...+n n ;
a n =3 n ,b n =
•rekurencyjnie,np.
a 1 =3,a n+1 =a n +2ci¡garytmetyczny,
b 1 =1,b n+1 =3b n ci¡ggeometryczny;
•opisowo,np.
a n -n-taliczbapierwsza.
1
1025586251.007.png
 
Przykładyci¡gówliczbowych:.
•ci¡gliczbparzystychdodatnicha n =2n;
•ci¡gliczbnieparzystychdodatnicha n =2n−1;
•ci¡garytmetycznya n =p+(n−1)d(p-pierwszywyrazci¡gu,d-
ró»nicaci¡gu);
•ci¡ggeometycznya n =pq n−1 (p-pierwszywyrazci¡gu,q-ilorazci¡gu);
•ci¡gstałya n =c(c-dowolnaliczba);
•a n = 1+ 1 n n ;
•−1,+1,−1,+1,...,(−1) n ;
p
2, 3 p
3, 4 p
4,..., n p n.
•1,
2.Monotoniczno±¢iograniczono±¢ci¡guliczbowego.
Definicja2.1.
Mówimy,»eci¡g{a n }jest:
•rosn¡cy,je»elidlaka»degon2N
a n <a n+1
•niemalej¡cy,je»elidlaka»degon2N
a n a n+1
•malej¡cy,je»elidlaka»degon2N
a n >a n+1
•nierosn¡cy,je»elidlaka»degon2N
a n a n+1 .
2
1025586251.008.png
 
Ci¡girosn¡ce,niemalej¡ce,malej¡ceinierosn¡cenazywamyci¡gami monotonicznymi .
Mo»namówi¢oci¡gachmonotonicznychodpewnegomiejscatj.pewnego
numerun 0 2N.
Uwaga.
Monotoniczno±¢dowolnegoci¡gu{a n }mo»naustali¢badaj¡cznakró»nicy
a n+1 −a n ,
aci¡gu{b n }owyrazachdodatnichporównuj¡ciloraz
b n+1
b n
zliczb¡1.
Przykład.
Sprawdzimy,»eci¡ga n =n 2 −njestrosn¡cy.Otrzymujemy
a n+1 −a n =(n+1) 2 −(n+1)−(n 2 −n)=n 2 +2n+1−n−1−n 2 +n=2n>0
dlawszystkichn2N.Zatema n <a n+1 dlan2N.
Przykład.
Sprawdzimy,»eci¡gb n = n!
n n jestmalej¡cy.Poniewa»b n >0dlawszystkich
n2Nbadamyiloraz b n+1
b n .Otrzymujemy
n
n+1
n
(n+1) (n+1) · n n
b n+1
b n = (n+1)!
n! =
<1,
dlawszystkichn2N.Zatemb n+1 <b n dlan2N.
Definicja2.2.
Ci¡g{a n }nazywamy ograniczonym ,je»eliistniej¡takieliczbym 1 im 2 ,»e
dlawszystkichn2N
m 1 a n m 2 ,
lubrównowa»nie,je»eliistniejetakaliczbaM>0,»edlawszystkichn2N
|a n |M.
3
1025586251.001.png
 
3.Granicaci¡guliczbowego.
Definicja3.1.
Liczb¦gnazywamygranic¡ci¡gu{a n },je»elidladowolnego>0mo»na
dobra¢tak¡liczb¦n 0 2N,»edlaka»degon>n 0 zachodzinierówno±¢
|a n −g|<,
zapisywanarównowa»niewpostaci
g−<a n <g+.
Mówimy,»eci¡g{a n }jestzbie»nydogranicyg,cozapisujemy
n!1 a n =g.
lim
Ci¡giposiadaj¡cegranic¦nazywamyci¡gamizbie»nymi.
Twierdzenie3.2. (ojednoznaczno±cigranicy)
Ci¡gzbie»nyniemo»emie¢dwóchró»nychgranic.
Przykłady’wa»nych’ci¡gówzbie»nych:
•lim n!1 c=c;
•lim n!1 1 n =0;
•lim n!1 q n =0dla|q|<1;
•lim n!1 n p a=1dlaa>0;;
•lim n!1 n p n=1;
•lim n!1 1+ 1 n n =e2,718281
4
1025586251.002.png
 
Przykład.
(a)Wyka»emy,»elim n!1 n
n+1 =1.
Zgodniezdefinicj¡nale»ypokaza¢,»e
8>09n 0 2N8N3n>n 0 | n
n+1 −1|<.
We¹mydowolny>0.Nierówno±¢epsilonow¡| n
n+1 −1|<rozwi¡zujemyze
wzgl¦dunan.
Otrzymujemy
| n
n+1 −1|<,n> 1−
.
Zatemprzyjmuj¡cn 0 :=[ 1−
+1],gdziesymbol[x]oznaczacz¦±¢całkowit¡
zliczbyx,otrzymamy,»edlawszystkichn>n 0 zachodzinierówno±¢
| n
n+1 −1|<.
(b)Rozwa»myci¡ga n =2·(−1) n .Mamya 2n =2,a 2n−1 =−2dlan2N.
Przypu±¢my,»eci¡g{a n }magranic¦g<2.Wtedyprzyjmuj¡c= 2−g
2
otrzymujemy,»e»adenwyraza 2n niespełnianierówno±ci
|a 2n −g|<,
czyligniemo»eby¢granic¡ci¡gu{a n }.Podobniepokazujesi¦,»egranic¡
niemo»eby¢»adnaliczbag2.Zatemgranicaci¡gu{a n }nieistnieje.
5
1025586251.003.png 1025586251.004.png 1025586251.005.png 1025586251.006.png
 
Zgłoś jeśli naruszono regulamin