Stwierdzenie 1. Jeżeli ciąg ma granicę, to jest ona określona jednoznacznie (żaden ciąg nie może mieć dwóch różnych granic).

Podobne dokumenty
I. Ciągi liczbowe. , gdzie a n oznacza n-ty wyraz ciągu (a n ) n N. spełniający warunek. a n+1 a n = r, spełniający warunek a n+1 a n

a 1, a 2, a 3,..., a n,...

2 n < 2n + 2 n. 2 n = 2. 2 n 2 +3n+2 > 2 0 = 1 = 2. n+2 n 1 n+1 = 2. n+1

Ciągi liczbowe wykład 3

Damian Doroba. Ciągi. 1. Pierwsza z granic powinna wydawać się oczywista. Jako przykład może służyć: lim n = lim n 1 2 = lim.

I kolokwium z Analizy Matematycznej

zadań z pierwszej klasówki, 10 listopada 2016 r. zestaw A 2a n 9 = 3(a n 2) 2a n 9 = 3 (a n ) jest i ograniczony. Jest wiec a n 12 2a n 9 = g 12

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1A, zima 2012/13. Ciągi.

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1, zima 2016/ n 333))

2. Nieskończone ciągi liczbowe

Analiza matematyczna. Robert Rałowski

lim a n Cigi liczbowe i ich granice

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1A, zima 2014/15. n = Rozwiązanie: Stosując wzór na wartość współczynnika dwumianowego otrzymujemy

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna A1, zima 2011/12. Kresy zbiorów. x Z M R

Matematyka ETId I.Gorgol Twierdzenia o granicach ciagów. Twierdzenia o granicach ciagów

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1A, zima 2014/15. n 4n n 1

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Szeregi liczbowe

SZEREGI LICZBOWE. s n = a 1 + a a n = a k. k=1. aq n = 1 qn+1 1 q. a k = s n + a k, k=n+1. s n = 0. a k lim n

Metody badania zbieżności/rozbieżności ciągów liczbowych

3. Funkcje elementarne

Teoria. a k. Wskaźnik sumowania można oznaczać dowolną literą. Mamy np. a j = a i =

Szeregi liczbowe i ich własności. Kryteria zbieżności szeregów. Zbieżność bezwzględna i warunkowa. Mnożenie szeregów.

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1, zima 2016/17

Wykład 7. Przestrzenie metryczne zwarte. x jest ciągiem Cauchy ego i posiada podciąg zbieżny. Na mocy

MATEMATYKA I SEMESTR ALK (PwZ)

Wektory Funkcje rzeczywiste wielu. Matematyka Studium doktoranckie KAE SGH Semestr letni 2008/2009 R. Łochowski

Twierdzenia o funkcjach ciągłych

dna szeregu. ; m., k N ; ó. ; u. x 2n 1 ; e. n n! jest, że

3 Arytmetyka. 3.1 Zbiory liczbowe.

Wykªad 05 (granice c.d., przykªady) Rozpoczniemy od podania kilku przykªadów obliczania granic ci gów. n an = + dla a > 1. (5.1) lim.

1. Granica funkcji w punkcie

Funkcja wykładnicza i logarytm

Materiały do wykładu Matematyka Stosowana 1. Dariusz Chrobak

Zasada indukcji matematycznej. Dowody indukcyjne.

Wyk lad 8 Zasadnicze twierdzenie algebry. Poj. ecie pierścienia

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1 LUX, zima 2016/17

Materiały do ćwiczeń z Analizy Matematycznej I

ANALIZA MATEMATYCZNA 1

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 2B, lato 2015/16

I. Podzielność liczb całkowitych

Rekursja 2. Materiały pomocnicze do wykładu. wykładowca: dr Magdalena Kacprzak

f '. Funkcja h jest ciągła. Załóżmy, że ciąg (z n ) n 0, z n+1 = h(z n ) jest dobrze określony, tzn. n 0 f ' ( z n

Analiza I.1, zima wzorcowe rozwiązania

Szeregi liczbowe. Szeregi potęgowe i trygonometryczne.

Dydaktyka matematyki III-IV etap edukacyjny (wykłady)

LICZBY, RÓWNANIA, NIERÓWNOŚCI; DOWÓD INDUKCYJNY

Szeregi liczbowe. 15 stycznia 2012

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1 LUX, zima 2016/17

Analiza matematyczna. 1. Ciągi

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 11

Pierwiastki z liczby zespolonej. Autorzy: Agnieszka Kowalik

ANALIZA MATEMATYCZNA 1

Funkcje trygonometryczne Moduł - dział -temat Funkcje trygonometry czne dowolnego kąta

O liczbach naturalnych, których suma równa się iloczynowi

Ciągi i szeregi liczbowe. Ciągi nieskończone.

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 11

Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny z matematyki w klasie III poziom rozszerzony

Funkcje trygonometryczne Moduł - dział -temat Funkcje trygonometry czne dowolnego kąta

Podróże po Imperium Liczb

Ciąg liczbowy. Granica ciągu

SKRYPT Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ DLA UCZNIÓW XIV LO Lista zadań Lista zadań 21

Wykªad 2. Szeregi liczbowe.

Analiza Funkcjonalna WPPT IIIr. semestr letni 2011 WYK LAD 9,5: ZBIEŻNOŚĆ S LABA I *-S LABA TWIERDZENIE BANACHA ALAOGLU 28/05/2013

Analiza Matematyczna I dla Inżynierii Biomedycznej Lista zadań

O trzech elementarnych nierównościach i ich zastosowaniach przy dowodzeniu innych nierówności

x t 1 (x) o 1 : x s 3 (x) Tym samym S(3) = {id 3,o 1,o 2,s 1,s 2,s 3 }. W zbiorze S(n) definiujemy działanie wzorem

3.1. Ciągi liczbowe - ograniczoność, monotoniczność, zbieżność ciągu. Liczba e. Twierdzenie o trzech ciągach.

Zauważone błędy bardzo proszę zgłaszać mailem lub na ćwiczeniach. Z góry dziękuję :-)

Funkcje trygonometryczne Moduł - dział -temat Funkcje trygonometry czne dowolnego kąta

+ ln = + ln n + 1 ln(n)

Szereg geometryczny. 5. b) b n = 4n 2 (b 1 = 2, r = 4) lub b n = 10 (b 1 = 10, r = 0). 2. jest równa 1 x dla x = 1+ Zad. 3:

ANALIZA MATEMATYCZNA 1

Analiza matematyczna I. Pula jawnych zadań na kolokwia.

SKRYPT Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ DLA UCZNIÓW XIV LO

Charakterystyki liczbowe zmiennych losowych: wartość oczekiwana i wariancja

Znajdowanie pozostałych pierwiastków liczby zespolonej, gdy znany jest jeden pierwiastek

Technikum Nr 2 im. gen. Mieczysława Smorawińskiego w Zespole Szkół Ekonomicznych w Kaliszu

Internetowe Kółko Matematyczne 2004/2005

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 2 (LUX), lato 2017/18. a n n = 10.

ZBIÓR LICZB RZECZYWISTYCH - DZIAŁANIA ALGEBRAICZNE

Zadania z algebry liniowej - sem. I Liczby zespolone

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 2B, lato 2015/16

Analiza numeryczna. Stanisław Lewanowicz. Aproksymacja funkcji

Matematyka. Zakres podstawowy. Nawi zanie do gimnazjum. n/m Rozwi zywanie zada Zadanie domowe Dodatkowe Komunikaty Bie ce materiały

Zadania z Matematyka 2 - SIMR 2008/ szeregi zadania z rozwiązaniami. n 1. n n. ( 1) n n. n n + 4

Analiza matematyczna dla informatyków

7 Liczby zespolone. 7.1 Działania na liczbach zespolonych. Liczby zespolone to liczby postaci. z = a + bi,

Granica cia. Ostatnia aktualizacja 17 listopada 2013, godz. 1:47. gi liczbowe. Jeśli np. chcemy zdefiniować ty foremne wpisane w to ko lo o coraz wie

ANALIZA MATEMATYCZNA 1

1 Układy równań liniowych

Wykład 6. Przestrzenie metryczne ośrodkowe i zupełne. ρ, gdzie r

Trzeba pokazać, że dla każdego c 0 c Mc 0. ) = oraz det( ) det( ) det( ) jest macierzą idempotentną? Proszę odpowiedzieć w

Analiza matematyczna I. Pula jawnych zadań na kolokwia.

Rozmieszczenie liczb pierwszych

CIĄGI LICZBOWE. Poziom podstawowy

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 2, lato 2018/19

5. CIĄGI. 5.1 Definicja ciągu. Ciągiem liczbowym nazywamy funkcję przyporządkowującą każdej liczbie naturalnej n liczbę rzeczywistej.

Analiza I.1, zima globalna lista zadań

Analiza matematyczna dla informatyków

Analiza Matematyczna I.1

Transkrypt:

Materiały dydaktycze Aaliza Matematycza Wykład Ciągi liczbowe i ich graice. Graice ieskończoe. Waruek Cauchyego. Działaia arytmetycze a ciągach. Podstawowe techiki obliczaia graic ciągów. Istieie graic ciągów mootoiczych, istieie pierwiastków. Podstawowe graice, w tym liczba e. Twierdzeie Bolzao-Weierstrassa. Defiicja. Ciągiem liczbowym azywamy dowolą fukcję określoą a zbiorze liczb aturalych o wartościach w zbiorze liczb rzeczywistych. Ciągi ozaczamy symbolem {a } N, przy czym zamiast litery a możemy użyć zarówo małej, jak i wielkiej litery z dowolego alfabetu. Wartość fukcji a dla argumetu jest ozaczaa symbolem a. O a mówimy, że to -ty wyraz ciągu albo wyraz ciągu o umerze. W tradycyjej otacji stosowaej dla fukcji zamiast a pisalibyśmy raczej a a : N R. Defiicja. Mówimy, że ciąg a jest zbieży do graicy g R albo, że g jest graicą ciągu a jeśli dla dowolej dodatiej liczby rzeczywistej ε istieje liczba rzeczywista N ε, że odległość od g wyrazów a o umerach większych od N ε jest miejsza iż ε. Symboliczie piszemy: g = a ε>0 Nε >Nɛ a g < ε. Iymi słowy, jeśli rozważymy jakikolwiek przedział otwarty g ε, g + ε może to być przedział dowolie mały, tz. liczba ε może być dowolie mała, to poczyając od pewego wyrazu > N ε, wszystkie wyrazy ciągu o umerach większych leżą w tym przedziale. Przykład. Oczywiście, ie każdy ciąg ma graicę. Na przykład graicy ie ma żade z astępujących ciągów: a a = ; b b = ; c c = reszta z dzieleia liczby przez 5 Stwierdzeie. Jeżeli ciąg ma graicę, to jest oa określoa jedozaczie żade ciąg ie może mieć dwóch różych graic. Stwierdzeie. Każdy ciąg zbieży jest ograiczoy. Defiicja 3. Mówimy, że ciąg {a } N jest rozbieży do + albo, że ciąg {a } N ma graicę iewłaściwą rówą, jeśli dla dowolej dodatiej liczby rzeczywistej M istieje liczba rzeczywista N, że wszystkie wyrazy a o umerach większych od N są większe iż M. Symboliczie piszemy: a = M>0 N >N a > M. Mówimy, że ciąg {a } N jest rozbieży do albo, że ciąg {a } N ma graicę iewłaściwą rówą, jeśli dla dowolej liczby rzeczywistej m < 0 istieje liczba rzeczywista N, że wszystkie wyrazy a o umerach większych od N są miejsze iż m. Symboliczie piszemy: a = m<0 N >N a < m. Defiicja. Sumą ciągów {a } N i {b } N azywamy ciąg {a } N + {b } N = {a + b } N. Różicą ciągów {a } N i {b } N azywamy ciąg {a } N {b } N = {a b } N.

Materiały dydaktycze Aaliza Matematycza Wykład Iloczyem ciągów {a } N i {b } N azywamy ciąg {a } N {b } N = {a b } N. Ilorazem ciągów {a } N i {b } N o ile dla wszystkich N, b 0 azywamy ciąg { } {a } N = a = {b } N Stwierdzeie 3. Jeżeli ciągi {a } N i {b } N mają graice rówe odpowiedio a i b, to i ii iii iv a + b = a + b; a b = a b; a b = a b. Jeśli poadto dla wszystkich N, b 0 i b 0, to a b = a b. Twierdzeie. O trzech ciągach Niech {a } N, {b } N i {c } N będą ciągami liczbowymi takimi, że a = g = c. Jeśli istieje takie N, że dla wszystkich > N, a b c, to b = g. Twierdzeie 5. O dwóch ciągach Niech {a } N i {b } N będą ciągami liczbowymi. Jeżeli a = + i dla każdego N, a b, to b = +. Jeżeli b = i dla każdego N, a b, to a =. 3 Jeżeli dla każdego N, a b, to a b. Jeżeli a < b, to istieje N, że dla każdego > N, a < b. Przykład. a Pokażemy, że dla dowolej liczby rzeczywistej dodatiej a, b a =. N Załóżmy ajpierw, że a >. Z ierówości Beroulliego mamy a = + a = + a + a. Po przeiesieiu jedyki a lewą stroę, i podzieleiu obustroie przez dostajemy a a. Dla dowolie wybraej liczby rzeczywistej dodatiej ε dobierzmy teraz tak duże, aby a < ε, tz. dobierzmy > N ε = a ε. Wówczas a podstawie i doboru dostajemy a < ε. Dla dowodu przypadku a < wystarczy skorzystać z działań a graicach. b Niech a bedzie dowolą liczbą rzeczywistą, większą od. Udowodimy, że a =.

Materiały dydaktycze Aaliza Matematycza Wykład Do dowodu wykorzystamy łatwą do wykazaia ierówość: Jeśli x > 0, to + x > x wyprowadzamy ją łatwo z rozwiięcia dwumiau Newtoa + x. ierówości w miejsce x liczby a otrzymujemy Po podstawieiu w tej Stąd a = + a > a a a. a >. Prawa stroa ostatiej ierówości dąży do +, zatem lewa, jako większa, także zmierza do +. c Udowodimy, że = W dowodzie odwołamy się do ierówości a > a wyprowadzoej w przykładzie b. Podstawmy w iej a =. Otrzymamy wówczas > Skąd po obustroym wyciągięciu pierwiastka i podzieleiu przez, dostajemy >. Lewa stroa ierówości zbiega do 0, więc z twierdzeia o trzech ciągach, a podstawie tego, że prawa stroa jest ieujema otrzymujemy, że oa rówież musi zbiegać do 0. Stwierdzeie 6. Dowoly podciąg ciągu zbieżego jest zbieży do tej samej graicy, co ciąg day. Twierdzeie 7. Bolzao-Weierstrassa Każdy ciąg ograiczoy zawiera podciąg zbieży Niech {a } N będzie ciągiem ograiczoym. Dla dowodu Tw. Bolzao-Weierstrassa określamy zbiór A = {x R : istieje ieskończeie wiele N, dla których x < a }. Zbiór A jest iepusty i ograiczoy od góry. Zatem ma kres góry. Dalej kostuuje się podciąg ciągu {a } N zbieży do tego kresu górego. Twierdzeie 8. Każdy ciąg mootoiczy i ograiczoy zawiera podciąg zbieży. Przykład 3. Niech a = +. Udowodimy, że jest to ciąg rosący i ograiczoy. Nierówość a < a + otrzymamy rozwijając wyrażeia a = + + i a+ = + + a podstawie wzoru Newtoa. Pierwsze da w tym rozwiięciu miej składików, iż drugie, a poza tym każdy składik pierwszego jest iewiększy iż odpowiedi składik drugiego. Dokładiej, mamy a = + = 0 + 3 + 3 = +! +! + 3! + +... 3! +...! 3

Materiały dydaktycze Aaliza Matematycza Wykład + a + = + + = + 0 + + + + + + 3 + + + 3 + + + + + + = + + + +! + + +! + + + 3! + 3 + + + +...3! + + +...! + + +... +! + + Dwa pierwsze składiki rozwiięcia a są idetycze, jak dwa pierwsze sładiki rozwiięcia a +. Dalej mamy: < + ; + 3 < + 3 3 ; + 3 < +...3! + ; < +...! +. Dla dowodu ograiczoości ciągu udowodimy, że dla dowolej liczby aturalej zachodzą ierówości + 3. Wyrażeie + rozwijamy korzystając ze wzoru Newtoa. Nierówość + wyika atychmiast z tego rozwiięcia patrz iżej. Dla dowodu drugiej ierówości, iektóre z wyrażeń występujących w tym rozwiięciu zastępujemy takimi, których wartości dla kokretych są ie miejsze od wartości wyrażeń zastępowaych. W szczególości korzystamy z tego, że dla dowolej liczby aturalej zachodzi ierówość! lub iaczej:!. + = 0 + 3 + + 3 = = +! +! + 3! + + 3 +...! +...! = = +! +! + 3! + + +!... +!... +! +! + 3! + +! +! + + + + + + < < + + + + + + = 3. Stwierdzeie 9. Jeżeli a = g, to prawdziwe rówież dla g = ±. a +a ++a = g, przy czym twierdzeie to jest Defiicja 5. Ciąg {a } N azywamy ciągiem Cauchy ego jeśli dla dowolego ε > 0 istieje takie N ε, że dla dowolych, m > N ε, a a m < ε.

Materiały dydaktycze Aaliza Matematycza Wykład Twierdzeie 0. Cauchy Ciąg {a } N jest zbieży wtedy i tylko wtedy, gdy jest ciągiem Cauchy ego. Przygotował: Czesław Bagiński 5