Тема . Математический анализ

.17 Пределы последовательностей

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#37252

Верны ли следующие утверждения для последовательности xn = n + 1n :

1. ∀𝜀 > 0 ∃N ∈ ℕ ∀n > N : |xn − 2| < 𝜀
2. ∃𝜀 > 0 ∃N ∈ ℕ ∀n > N : |xn − 2| < 𝜀
3. ∃𝜀 > 0 ∃N ∈ ℕ ∃n > N : |xn − 2| < 𝜀
4. ∀C ∈ ℝ ∃N  ∈ ℕ ∀n > N : |xn| > C
5. ∀n ∈ ℕ : xn < xn+2
6. ∃C > 0 ∀n ∈ ℕ : |xn| < C

Показать ответ и решение

1. Здесь фактически записано то, что последовательность xn  стремится к числу 2. Но это, очевидно, неверно, поскольку xn  вообще неограниченно возрастает. Никакого предела у неё, тем самым, нет. Утверждение ложно.

2. Это хотя и ослабленное относительно пункта 1 утверждение, но оно всё ещё неверно. Никакой указанной в условии 𝜀  -окрестности у числа 2 не может найтись. То есть, в условии сказано, что начиная с какого-то момента все члены последовательности xn  должны в эту 𝜀  -окрестность попадать. Однако, мы для любого фиксированного 𝜀0  всегда можно подобрать такое N,  что |xN − 2| > 𝜀0 ⋅1000000.  Это всё потому, что xn,  как видно, неограниченно возрастает (это сумма бесконечно малой 1n  и неограниченно возрастающей n  к + ∞ )

3. Когда у нас одни сплошные кванторы существования, то утверждение становится очевидно верным. Возьмём 𝜀 = 1000000000,  N = 1,  n = 2  (оно явно больше, чем N  ). Тогда, конечно, всё будет выполнено, поскольку              1   5
xn = x2 = 2 + 2 = 2  и тогда ясно, что истинно утверждение |x2 − 2| < 1000000000,  то есть |52 − 2| < 1000000000.

4. Это как раз и означает, что наша последовательность xn,  условно говоря, стремится к + ∞.  Как это показать?
Ну, пускай нам дают какое-то C > 0.  Как найти тот момент (∃N ∈ ℕ  ), начиная с которого (∀n > N  ) наша последовательность по модулю будет всегда больше C  (|xn| > C  )? Давайте попробуем решить неравенство |xn| > C  относительно n  :

                        ∘ ------
n+ -1> C  При C⇔ ≥ 2n > 1( C2 − 4+ C )
   n                  2

Таким образом, начиная с ближайшего натурального n,  которое больше, чем   √ ------
12(  C2 − 4 + C)  наша последовательность будет заведомо больше любого наперёд заданного C > 0.  (Случаи отрицательного C  тривиальны, поскольку все члены нашей последовательности очевидно больше всех отрицательных чисел. Случай когда C ∈ [0,2)  тоже решается просто, наша последовательность больше таких C  уже начиная со второго члена. А случай C ≥ 2  мы только что разобрали).
Тем самым, это утверждение верно.

5. Давайте проверим непосредственно: xn = n + 1n,  xn+2 = n + 2+ n1+2.  Тогда неравенство из условия xn < xn+2  эквивалентно тому, что xn+2 − xn > 0.  Давайте проанализируем:

xn+2− xn = n+2+ --1--− (n+  1) = 2+--1--− 1-= 2+ n−-(n-+-2)-= 2+ --−-2---
                n + 2      n      n + 2  n       n(n+ 2)       n(n+ 2)

Далее, поскольку n ≥ 1,  то знаменатель дроби n(−n2+2),  то есть выражение n(n + 2)  заведомо ≥ 3.  Значит, вся дробь, наоборот, меньше −2.
3  То есть мы из двойки вычитаем что-то, что меньше по модулю 2
3.  Конечно, мы всегда будем получать только положительные числа. Таким образом, мы поняли, что ∀n ∈ ℕ 2+ --−2--> 0,
          n(n+2)  то есть, иными словами, ∀n ∈ ℕ xn < xn+2.  Значит, это утверждение истинно.

6. Это означало бы, что наша последовательность ограничена этим самым числом C > 0.  Но в пункте 4 мы уже показали, что наша последовательность x
 n  неограниченно возрастает, и даже расходится к + ∞.  Значит, это утверждение точно ложно.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!