logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wyższe » zadanie

Analiza matematyczna, zadanie nr 2575

ostatnie wiadomości  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwiązanie

mimi272
postów: 5
2014-08-12 16:06:12

Hej. Czy ktoś mógłby podać przykład szeregu, który jest rozbieżny ale nie da się tego stwierdzić przy użyciu kryterium raabego a da się to stwierdzić dzięki kryterium schlomilcha co pozwoli nam pokazać że to drugie kryterium jest mocniejsze. Albo po prostu rozwiązać jakiś przykład przy pomocy kryterium schlomilcha?

Kryterium Raabego:
Z szeregiem $\sum a_n$ o wyrazach dodatnich stworzymy ciąg Raabego:
$\mathcal{R}_n=n{(\frac{a_n}{a_{n+1}}-1)}$.
Jeśli $\liminf_{n\to\infty}{\mathcal{R}_n}>1$, to szereg $\sum a_n$ jest zbieżny.
Jeśli $\mathcal{R}_n\le 1$ dla dostatecznie dużych n, to szereg $\sum a_n$ jest rozbieżny.

Kryterium Schlomilcha
Z szeregiem $\sum a_n$ o wyrazach dodatnich stworzymy ciąg Schlomilcha:
$\mathcal{S}_n=n\ln{\frac{a_n}{a_{n+1}}}$.
Jeśli $\liminf\mathcal{S}_n>1$, to szereg $\sum a_n$ jest zbieżny.
Jeśli $\mathcal{S}_n\le 1$ dla dostatecznie dużych n, to szereg $\sum a_n$ jest rozbieżny.


adamw88
postów: 8
2014-08-13 11:47:53

To załatwiłbym wspólną pracą. Wskazówką jest iloraz
$\frac{a_{n}}{a_{n+1}}$Odszukajmy szereg o takiej własności, że
$\frac{a_{n}}{a_{n+1}} = 1-\frac{1}{n}+\frac{1}{n^{2}}$
Wówczas kryterium Raabego zawodzi.(wszystkie nierówności powinny być ostre)
$R_{n}= -1+\frac{1}{n}$Kryterium Shclomlicha da wówczas rozstrzygnięcie na stronę zbieżnego szeregu.
1.Znaleźć szereg o tym ilorazie
2. Tak zmodyfikować przykład, aby otrzymać szereg rozbieżny


tumor
postów: 8070
2014-08-13 12:35:31

(!!!!!!!!!!!!!!!
Zauważamy chyba, że $1-\frac{1}{n}+\frac{1}{n^2}\le 1$
Stąd szereg o własności zadanej przez adamw88 jest rozbieżny na mocy kryterium d'Alemberta nawet, cóż dopiero na mocy kryteriów subtelniejszych. A kryterium Raabego niby nie rozstrzyga? Cóż za brednie.
!!!!!!!!!!!!!!!)


Jeśli
$\frac{a_n}{a_{n+1}}=1-\frac{n-1}{n^2}$

to $\lim_{n \to \infty}nln(1-\frac{n-1}{n^2})=
\lim_{n \to \infty}ln(1-\frac{n-1}{n^2})^n=
\lim_{n \to \infty}ln(1-\frac{n-1}{n^2})^{\frac{n^2}{n-1}\cdot \frac{n-1}{n^2}\cdot n}=-1$
Jakież zatem daje rozstrzygnięcie kryterium Schlomilcha? Takie jak Raabego. Bo mamy $\frac{a_n}{a_{n+1}}>1$. Rozbieżny!
Nie spełnia warunku koniecznego zbieżności!

Poza tym nawet zmiana znaku na + w proponowanej własności nic nie da, o bo w granicy powyżej zmienią się tylko znaki z - na +, co da nierozstrzyganie tak w kryterium Raabego, jak w kryterium Schlomilcha.

adamw88, mylisz na tym forum ludzi. Regularnie.

----

Jeśli chodzi o samo rozwiązanie zadania, to znalezienie szeregu zbieżnego, dla którego jedno z kryteriów rozstrzyga, wcale nie dowodzi, że kryterium jest mocniejsze.

Dowód, że kryterium Schlomilcha nie jest słabsze, wyglądałby tak:

$liminf_n R_n>1 \Rightarrow$
$liminf_n R_n>a>1 \Rightarrow$
dla $n>n_0$ mamy $R_n>a>1$
$n(\frac{a_n}{a_{n+1}}-1)>a>1$
$\frac{a_n}{a_{n+1}}>(1+\frac{a}{n})>(1+\frac{1}{n})$

$nln(\frac{a_n}{a_{n+1}})>ln((1+\frac{a}{n}))^n>ln(1+\frac{1}{n})^n$

przy tym skoro po przejściu do granicy mamy
$\lim_{n \to \infty} ln((1+\frac{a}{n}))^n= a>1= \lim_{n \to \infty}ln((1+\frac{1}{n}))^n$, to dla $m>m_0$ mamy
$ln((1+\frac{a}{m}))^m >1= \lim_{n \to \infty}ln((1+\frac{1}{n}))^n$

wobec czego także
$mln(\frac{a_m}{a_{m+1}})>ln((1+\frac{a}{m_0+1}))^{m_0+1}>1$
czyli
$liminf_n S_n>1$

Wówczas dopiero wystarczy znaleźć jeden szereg, co do którego kryterium R. zawodzi, a S. rozstrzyga. Przy tym nie jest to szereg o własności podanej przez adamw88

(Skądinąd, gdy adamw88 podaje tę własność, to już nie trzeba szeregu "odszukiwać", bo ta własność dla dowolnie wybranego dodatniego $a_1$ DEFINIUJE JUŻ rekurencyjnie cały szereg. U licha.)






strony: 1

Prawo do pisania przysługuje tylko zalogowanym użytkownikom. Zaloguj się lub zarejestruj





© 2019 Mariusz Śliwiński      o serwisie | kontakt   drukuj