Loading [MathJax]/jax/output/CommonHTML/jax.js
Zadanie 4.3.3

 Polecenie

Korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach wyznacz granice ciągów.

 Wskazówki

Twierdzenie o dwóch ciągach

Jeżeli ciągi (an(bn) spełniają warunki:

  1. anbn, dla każdego nn0,

  2. limnan=,
wówczas limnbn=.
Uwaga
Prawdziwe jest także twierdzenie dla ciągów zbieżnych do granicy niewłaściwej .
Rysunek 4.3.3.2
Ilustracja twierdzenia o dwóch ciągach

 Ciąg 1

bn=n3+sin2n

 Rozwiązanie

Szacujemy ciąg (bn) z dołu, korzystając z własności funkcji y=sinx, tj. 1sinx1.
n4an=n31n3+sin2nbn
Liczymy granicę ciągu (an).
limn(n4)=[4]=.
Korzystając z twierdzenia o dwóch ciągach możemy wnioskować, że
limn(n3+sin2n)=.
Na rysunku widzimy jak zachowują się wyrazy obu ciągów.
Rysunek 4.3.3.1

 Odpowiedź

limn(n3+sin2n)=

 Ciąg 2

bn=2n+1103n22+6

 Rozwiązanie

Szacujemy ciąg (bn) z dołu.
2n+1103n222n+1103n22+6.
Liczymy granicę powstałego ciągu, korzystając na końcu z limnan=+,   dla a>1.
limn2n+1103n22=limn103n222n+1=limn103n2n2+1n=limn103n2n02+1n0=[10]=.
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn2n+1103n22+6=.

 Odpowiedź

limn2n+1103n22+6=

 Ciąg 3

bn=12+14+16++12n

 Rozwiązanie

Szacujemy ciąg bn=12+14+16++12n 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.)
n12n12+14+16++12n
Liczymy granicę powstałego przez oszacowanie ciągu, korzystając z b= dla 0<b.
limnn2nnn=limnnnn2=limnn2=limnn2=[(2)12]=
Zatem z twierdzenia o trzech ciągach wynika, że
limn(12+14+16++12n)=.

 Odpowiedź

limn(12+14+16++12n)=

 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:
4n25n+4n2
Liczymy granicę uzyskanego przez szacowanie ciągu
limn4n2=
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 1cosx1, dla każdego xR a tym bardziej dla xN.
2n3=3(1)+2n3cosn+2n
Liczymy granicę otrzymanego przez szacowanie ciągu
limn(2n3)=
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 - nieparzystego1, dla n - parzystego
zatem możemy oszacować ciąg bn=102n+(1)n+1 z dołu:
102n1102n+(1)n+1.
Liczymy granicę powstałego przez oszacowanie ciągu
limn(102n1)=
Zatem z twierdzenia o dwóch ciągach wynika, że
limn(102n+(1)n+1)=.