Polecenie
Korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach wyznacz granice ciągów.
Wskazówki
Ciąg 1
bn=n−3+sin2n
Rozwiązanie
Szacujemy ciąg (bn) z dołu, korzystając z własności funkcji y=sinx, tj. −1≤sinx≤1.
n−4⏟an=n−3−1≤n−3+sin2n⏟bn
Liczymy granicę ciągu (an).
limn→∞(n−4)=[∞−4]=∞.
Korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach możemy wnioskować, że
limn→∞(n−3+sin2n)=∞.
Na rysunku widzimy jak zachowują się wyrazy obu ciągów.
n−4⏟an=n−3−1≤n−3+sin2n⏟bn
Liczymy granicę ciągu (an).
limn→∞(n−4)=[∞−4]=∞.
Korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach możemy wnioskować, że
limn→∞(n−3+sin2n)=∞.
Na rysunku widzimy jak zachowują się wyrazy obu ciągów.

Odpowiedź
limn→∞(n−3+sin2n)=∞
Ciąg 2
bn=2n+1√103n2−2+6
Rozwiązanie
Szacujemy ciąg (bn) z dołu.
2n+1√103n2−2≤2n+1√103n2−2+6.
Liczymy granicę powstałego ciągu, korzystając na końcu z limn→∞an=+∞, dla a>1 .
limn→∞2n+1√103n2−2=limn→∞103n2−22n+1=limn→∞103n−2n2+1n=limn→∞103n∞−2n02+1n0=[10∞]=∞.
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn→∞2n+1√103n2−2+6=∞.
2n+1√103n2−2≤2n+1√103n2−2+6.
Liczymy granicę powstałego ciągu, korzystając na końcu z limn→∞an=+∞, dla a>1 .
limn→∞2n+1√103n2−2=limn→∞103n2−22n+1=limn→∞103n−2n2+1n=limn→∞103n∞−2n02+1n0=[10∞]=∞.
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn→∞2n+1√103n2−2+6=∞.
Odpowiedź
limn→∞2n+1√103n2−2+6=∞
Ciąg 3
bn=1√2+1√4+1√6+⋯+1√2n
Rozwiązanie
Szacujemy ciąg bn=1√2+1√4+1√6+⋯+1√2n z dołu. Korzystamy z metody zastosowanej wcześniej w zadaniu 4.2.4 - Ciąg 2. Ponieważ najmniejszym składnikiem sumy jest ostatni jej składnik, więc suma wszystkich n - składników jest na pewno większa od n - najmniejszych składników. (Wszystkie składniki zastępujemy tym najmniejszym, z wyjątkiem jego samego lub inaczej - mnożymy najmniejszy składnik przez ich ilość czyli n.)
n⋅1√2n≤1√2+1√4+1√6+⋯+1√2n
Liczymy granicę powstałego przez oszacowanie ciągu, korzystając z ∞b=∞ dla 0<b≤∞ .
limn→∞n√2n⋅√n√n=limn→∞n√nn√2=limn→∞√n√2=limn→∞√n2=[(∞2)12]=∞
Zatem z twierdzenia o trzech ciągach wynika, że
limn→∞(1√2+1√4+1√6+⋯+1√2n)=∞.
n⋅1√2n≤1√2+1√4+1√6+⋯+1√2n
Liczymy granicę powstałego przez oszacowanie ciągu, korzystając z ∞b=∞ dla 0<b≤∞ .
limn→∞n√2n⋅√n√n=limn→∞n√nn√2=limn→∞√n√2=limn→∞√n2=[(∞2)12]=∞
Zatem z twierdzenia o trzech ciągach wynika, że
limn→∞(1√2+1√4+1√6+⋯+1√2n)=∞.
Odpowiedź
limn→∞(1√2+1√4+1√6+⋯+1√2n)=∞
Polecenie
Korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach wyznacz granice ciągów.
Ciąg 1
bn=5n+4n2
Odpowiedź
limn→∞(5n+4n2)=∞
Rozwiązanie
Szacujemy ciąg (bn) z dołu:
4n2≤5n+4n2
Liczymy granicę uzyskanego przez szacowanie ciągu
limn→∞4n2=∞
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn→∞(5n+4n2)=∞.
4n2≤5n+4n2
Liczymy granicę uzyskanego przez szacowanie ciągu
limn→∞4n2=∞
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn→∞(5n+4n2)=∞.
Ciąg 2
bn=3cosn+2n
Odpowiedź
limn→∞(3cosn+2n)=∞
Rozwiązanie
Szacujemy z dołu ciąg bn=3cosn+2n.
Korzystamy z własności funkcji cosinus −1≤cosx≤1, dla każdego x∈R a tym bardziej dla x∈N.
2n−3=3⋅(−1)+2n≤3cosn+2n
Liczymy granicę otrzymanego przez szacowanie ciągu
limn→∞(2n−3)=∞
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn→∞(3cosn+2n)=∞.
Korzystamy z własności funkcji cosinus −1≤cosx≤1, dla każdego x∈R a tym bardziej dla x∈N.
2n−3=3⋅(−1)+2n≤3cosn+2n
Liczymy granicę otrzymanego przez szacowanie ciągu
limn→∞(2n−3)=∞
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn→∞(3cosn+2n)=∞.
Ciąg 3
bn=102n+(−1)n+1
Odpowiedź
limn→∞(102n+(−1)n+1)=∞
Rozwiązanie
Ponieważ
(−1)n+1={1, dla n - nieparzystego−1, dla n - parzystego
zatem możemy oszacować ciąg bn=102n+(−1)n+1 z dołu:
102n−1≤102n+(−1)n+1.
Liczymy granicę powstałego przez oszacowanie ciągu
limn→∞(102n−1)=∞
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn→∞(102n+(−1)n+1)=∞.
(−1)n+1={1, dla n - nieparzystego−1, dla n - parzystego
zatem możemy oszacować ciąg bn=102n+(−1)n+1 z dołu:
102n−1≤102n+(−1)n+1.
Liczymy granicę powstałego przez oszacowanie ciągu
limn→∞(102n−1)=∞
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn→∞(102n+(−1)n+1)=∞.