cišgi liczbowe.pdf

(187 KB) Pobierz
729511534 UNPDF
CIĄGI LICZBOWE
Definicja
Ciągiem liczbowym nazywamy funkcję odwzorowującą zbiór liczb naturalnych w zbiór liczb
rzeczywistych.
N -tym wyrazem ciągu nazywamy wartość tej funkcji dla liczby naturalnej n (oznaczamy np. przez a n ).
Ciąg o takich wyrazach oznaczamy przez ( a n ).
Zbiór wyrazów ciągu ( a n ) tj. { a n : n }, oznaczamy przez { a n }.
Ciągi można określić:
- wzorem
a
1 1 1 1
1 2 2
,
b
2 n
dla n parzystych
n
n dla nnieparzystych
2
- rekurencyjnie 1
c , c c
  , 1
d , d , d d d
 
1 2
2
4
n n n
 
1
- opisowo a n n -ta liczba pierwsza,
h n n -ta liczba po przecinku w rozwinięciu dziesiętnym 3
Definicja
Ciąg ( a n ) jest ograniczony z dołu , jeżeli zbiór { a n } jest ograniczony z dołu, tzn.
 
 
a m
n
Ciąg ( a n ) jest ograniczony z góry , jeżeli zbiór { a n } jest ograniczony z góry, tzn.
 
 
a M
n
Ciąg ( a n ) jest ograniczony , jeżeli zbiór { a n } jest ograniczony, tzn.
m,M n
 
m a M
 
n
Definicja
Ciąg ( a n ) jest rosnący , jeżeli
a a
n n
1
.
Ciąg ( a n ) jest niemalejący , jeżeli
a a
n n
1
.
n
Uwaga
Analogicznie definiuje się ciąg malejący i nierosnący.
Ciągi rosnący, malejący, niemalejący i nierosnący nazywamy monotonicznymi .
Monotoniczność dowolnego ciągu ( a n ) możemy ustalić badając znak różnicy a n+ 1 - a n ,
a monotoniczność dowolnego ciągu ( b n ) o wyrazach dodatnich porównując iloraz
b
b
n
z 1.
1
n
a n+ 1 - a n
b
b
n
Ciąg
1
n
rosnący
malejący
niemalejący
nierosnący
    
 
...
n n n n
3 n n
2
m n
M n
 
n
729511534.011.png 729511534.012.png
Definicja
Ciąg ( a n ) ma granicę właściwą (granicę) a , wtedy i tylko wtedy, gdy
   
 
 
n n a a .
   
0
n
  
0
n n
0
Ciąg, który ma granicę właściwą nazywamy ciągiem zbieżnym .
„Ciąg ( a n ) ma granicę a ” zapisujemy symbolicznie w postaci równości n
n lima a
 lub
a a
n


Twierdzenie (o jednoznaczności granicy ciągu)
Każdy ciąg zbieżny ma dokładnie jedną granicę.
Twierdzenie (o ograniczoności ciągu zbieżnego)
Jeżeli ciąg jest zbieżny, to jest ograniczony.
Definicja
Ciąg ( a n ) ma granicę niewłaściwą ( n
n lima

 ), wtedy i tylko wtedy, gdy
 
 
  
0
n n
   
n n a .
  
0
n
0
Ciąg ( a n ) ma granicę niewłaściwą - ( n
n lima
  ), wtedy i tylko wtedy, gdy
 
 
  
0
n n
   
n n a .
  
0
n
0
Uwaga
O ciągach z granicami niewłaściwymi i - mówimy, że są rozbieżne odpowiednio do lub do - ∞.
Granica właściwa ani niewłaściwa ciągu nie zależy od wartości skończenie wielu jego wyrazów.
Twierdzenie (o arytmetyce granic ciągów)
Jeżeli ciągi ( a n ) i ( b n ) mają granice właściwe, to:
 
lim a b lima limb

n n n n
   ,  
n n

lim a b lima limb

n n n n
  
n n

lim a b lima limb

     
 
 ,
a
lim , limb
b limb
n n
lima

n
0
n n
n n
n
n
n n

n

n

n n
n

lim a lima , p

 
p
  p
,
lim a lima , k

k k
n
n
n
n
n
n

n
n

Twierdzenie (o trzech ciągach)
Jeżeli ciągi ( a n ), ( b n ) i ( c n ) spełniają warunki:
  dla każdego 0
n n
 oraz n n
n n
lima limc b,

 

n limb b
 .
2
 .

n

n


a b c
n n n
to n

729511534.013.png 729511534.014.png
 
Definicja
 
1
n
def
 
1
n
Liczbę e definiujemy jako granicę ciągu liczb
e
 
  :
e lim
 
 
 
 
n
n

n
e = 2,7182818...≈ 2,72
Uwaga
Można również liczbę e zdefiniować następująco:
Jeżeli
n lima

n
 oraz 0
0
a  dla n , to|:   1
n lim a e

1 a
 
n
Twierdzenie (o granicach niewłaściwych ciągów)
a dla a
      
a dla a
  
0
  
a
0
dla a
   
a
 
dla a
0
  

0
a dla a
0 0 1
 
a dla a
 
1
  
 
b
0
dla b
  
0
  
b
dla b
0
  
Uwaga
Równość 0
a
dla a
   
(podobnie jak pozostałe równości), jest symboliczną formą zapisu

twierdzenia:
a
lim b
Jeżeli n
n lima a
 , gdzie 0 a
   oraz
n limb
 , 0
0
b  dla każdego n , to
n
  .
n


n

n
Wyrażenia nieoznaczone:
 
, , , , , ,
0
0
1
0
0
0
0
3
1
1
729511534.001.png 729511534.002.png 729511534.003.png 729511534.004.png 729511534.005.png
CIĄGI LICZBOWE
Obliczyć granice ciągów:
n n
n n
3
 
2 1
2
2 5 10
 
n n
n
2
a)
lim
b)
lim
3
3
3 5
n

n

1 2 ...
   d)
n
3
n n
n n
2
 
 
3
1
c)
lim
n
lim

n
n

2
2 4
e)
lim
n
n n n n
4 2
   f)
4 2
lim 16 5 4 4
n
n n n
2
  


g)
lim 2 7 13 2
n
n n n n
2
     h)
2
lim 2
    
n n n
2
  2
1 2

n

n n n
n n
2
  
 
2
2
3
i)
n n
n n
2
 
 
5
j)
lim
lim
2
n

1
n

2
2
k)
lim 4 5 2
n
n n
2
 
l)
lim
1

n

n n
 
5
2
m)
lim
 
n n n
  n)
2
5
lim 3 1
n
n n n n
4
   
 
3
3
n


3 3 4
lim 1 9 6 4
5
2 3
n n
 
1
2 3
2 3
n
lim 5 3 4
o)
p)
n n n

n

 
n
  
1
r) lim 2 3 6
n n n n
  
  s)
lim
n
1 1
  
...
1
1 2
 
n n n n
2
2
2
n

n

5 8
n
3 2
 
n n
2
 
 
4 2
n
n
 
n
n
7
t)
lim
u)
lim
n

 
4 3
n

 
9
n n
n n
2
 
2 5
n
5
9 7
n
v)
3 2
n n
n
2
w)
lim
lim
2
3
n

3 1
2
n

n
2
2
6 3
y)
n n
n n
2
 
1
z)
 
 
2 5
n
n
n
lim
lim
2
n

 
1
n

 
2 1
 
n
n
2
2 2
n
 
n
n
1
n
aa)
lim
bb)
lim
 
1
 
1
n

n

 
n
n
3
 
n
n
5
6 3
n
cc)
lim
dd)
lim
 
n
1
 
3
n

n

 
2
n
n
3
n
n
2 3
n
 
 
ee)
lim
ff)
lim 2 1
n

 
2 1
n
n

 
n
ln
  
 
n n n n
2
    
4 ln
2
10
n
7
gg)
hh)
lim
lim ln
 
 
n
n

n
1
1
n

n
n
n
3
lim .
a
n
Dane są ciągi: { a n }, { b n }, gdzie
a n ,
. Obliczyć granicę
b n
2 
4
...
2
n
2
3
n
b
n
4
729511534.006.png 729511534.007.png 729511534.008.png 729511534.009.png 729511534.010.png
Zgłoś jeśli naruszono regulamin