Badanie monotoniczności ciągu za pomocą funkcji
Gustlik: Chciałem przedstawić metodę badania monotoniczności niektórych ciągów za pomocą funkcji − jest
prościej niż metodą a
n+1−a
n. Metoda ta dotyczy ciągów, których wzory są łatwymi do
zbadania funkcjami − np. liniowa, kwadratowa, homograficzna, wykładnicza itp. Polega ona na
potraktowaniu coiągu jak funkcji i zbadaniu monotoniczności danej funkcji w zbiorze liczb N
+
za pomoca znanych własności danego typu funkcji.
Np. Jeżeli ciąg dany jest wzorem funkcji liniowej (arytmetyczny):
a
n=4n−3 mamy funkcję y=4x−3, a=4>0 więc f(x) rosnąca czyli ciąg rosnący.
a
n=−3n+2 y=−3x+2. a=−3<0, f(x) malejie, a więc ciąg maleje
Jeżeli ciąg dany jest wzorem funkcji kwadratowej, to liczymy współrzędną p wierzchołka paraboli
i ustalamy, w którą stronę skierowane są ramiona:
| −b | | 3 | |
an=n2+3n+2 y=x2+3x+2 p= |
| =− |
| − wierzchołek jest na ujemnej półosi OX, a wiec |
| 2a | | 2 | |
poza zbiorem N
+, a ramiona paraboli ida w górę, więc ciąg jest rosnący (zbiór N
+ obejmuje
prawe ramie wykresu, ktore idzie w górę − wystarczy narysowac przybliżony wykres funkcji)
Ciąg dany wzorem funkcjin homograficznej:
a
n=U{2]{n}+3
| 2 | |
y= |
| +3 funkcja ta jest malejąca w zbiorze R− i R+, a więc jest malejąca w zbiorze N+, |
| x | |
czyli ciąg malejący.
Ciąg dany wzorem funkcji wykładniczej (geometryczny)
a
n=3
n
y=3
x a=3>1 więc funkcja i ciąg są rosnące, bo funckja wykładnicza rośnie dla a>1
| 1 | | 1 | |
y=( |
| )x a= |
| <1 więc funkcja i ciąg są malejące, bo funkcja wykładnicza maleje dla |
| 3 | | 3 | |
a€(0, 1).