Granica ciągu
Rafal: | 1 | |
Dany jest ciąg rekurencyjny a1=a an+1= |
| (an+√an), a>0. |
| 2 | |
Zbadać zbieżność ciągu w zależności od a i, jeśli jest zbieżny, policzyć jego granicę.
Widać, że a
n>0, ponieważ ciąg powstaje przez dodawanie dodatnich składników. Można udowodnić
to indukcyjnie.
Najpierw sprawdzamy monotoniczność a
n+1−a
n
| 1 | | 1 | | 1 | |
an+1−an= |
| (an+√an)−an= |
| √an− |
| an. |
| 2 | | 2 | | 2 | |
Wprowadzam równanie charakterystyczne a
n=x
2
1 | |
| x(1−x) ciąg rosnący dla an∊(0;1) i malejący dla an∊(1;∞). |
2 | |
Rozważmy pierwszy przypadek, gdy a
n∊(1;
∞)
Sprawdźmy, czy ciąg ten jest ograniczony od dołu przez 1 i jak się zachowuje w zależności od a.
a+
√a>2
równanie charakterystyczne
√a=y, y>0
y
2+y−2>0
(y−1)(y+2)>0
y∊(1;
∞)
Widać, że ciąg będzie ograniczony od dołu przez 1 dla a>1.
Dla a>1 ciąg będzie także malejący. Czyli jest zbieżny.
lim a
n+1=lim a
n=g
2g=g+
√g
g
2−g=0
g(g−1)=0
g=0 lub g=1 ale ciąg nie może zbliżać się do 0, bo jest ograniczony przez 1. Więc lim a
n=1
Dla 0<a<1
Wyrazy tego ciągu są ograniczone od dołu przez 0, od góry przez 1 i ciąg jest rosnący. Granica
lim a
n=1.
Dla a=1 ciąg będzie stały, każdy wyraz będzie wynosił 1 i granica będzie równa też 1.
Czy to rozwiązanie jest poprawne? Trochę chaotyczne bo na szybko