logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Analiza matematyczna, zadanie nr 3780

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

brightnesss
post贸w: 113
2015-11-08 20:05:48

Udowodni膰 ze nastepujacy ciag jest zbiezny

$a_{n}$=1+$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{3}$+...+$\frac{1}{n}$- ln n


tumor
post贸w: 8070
2015-11-09 09:57:18

$ ln(n)=\int_1^n \frac{1}{x}dx$

$\frac{1}{x}$ jest funkcj膮 malej膮c膮 dla x dodatnich

St膮d $\frac{1}{n+1}<\int_n^{n+1}\frac{1}{x}dx<\frac{1}{n}$
oraz $\int_n^{n+1}\frac{1}{x}dx=ln(n+1)-ln(n)$
$a_{n+1}-a_n=\frac{1}{n+1}-ln(n+1)+ln(n)$
czyli
$\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n}<a_{n+1}-a_n<\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+1}$
wobec czego
$|a_{n+1}-a{n}|<\frac{1}{n^2}$

W praktyce powy偶sze jest zapisem rysunku, kt贸ry obrazuje r贸偶nic臋 mi臋dzy polem pod $f(x)=\frac{1}{x}$ a sum膮 szeregu $1+\frac{1}{2}+\frac{1}{3}+...$
R贸偶nic臋 t臋 mo偶na ograniczy膰 z g贸ry przez sum臋 prostok膮t贸w o polach $\frac{1}{n^2}$
szereg $1+\frac{1}{4}+\frac{1}{9}+...$ jest zbie偶ny, wobec czego rosn膮cy szereg o mniejszych wyrazach jest monotoniczny i ograniczony, a zatem zbie偶ny.


brightnesss
post贸w: 113
2015-11-09 17:11:52

Dzi臋kuj臋, ale czy ta pierwsza czesc mozna zrobic jakos bez calek? Jest jakis sposob? :)


tumor
post贸w: 8070
2015-11-09 18:55:35

To opisa艂em w drugiej cz臋艣ci.
Je艣li sobie narysujesz $f(x)=\frac{1}{x}$
oraz
-prostok膮t wyznaczony przez $x=0,x=1, y=0,y=1$
-prostok膮t wyznaczony przez $x=1,x=2, y=0,y=\frac{1}{2}$
-prostok膮t wyznaczony przez $x=2,x=3, y=0,y=\frac{1}{3}$
-prostok膮t wyznaczony przez $x=3,x=4, y=0,y=\frac{1}{4}$
-prostok膮t wyznaczony przez $x=4,x=5, y=0,y=\frac{1}{5}$
-prostok膮t wyznaczony przez $x=5,x=6, y=0,y=\frac{1}{6}$
-prostok膮t wyznaczony przez $x=6,x=7, y=0,y=\frac{1}{7}$
...

to mo偶na szacowa膰 r贸偶nic臋 mi臋dzy polem pod wykresem funkcji, a potem sumy prostok膮t贸w.
Pola te r贸偶ni膮 si臋 o coraz mniejsze \"skrawki\", kt贸re s膮 w og贸le mniejsze od pewnych tr贸jk膮t贸w, ale wystarczy je szacowa膰 prostok膮tami.

Na przyk艂ad pole pod wykresem mi臋dzy x=3 a x=4 jest wi臋ksze ni偶 prostok膮t $1*\frac{1}{4}$, ale mniejsze ni偶 $1*\frac{1}{3}$
czyli pole pod wykresem w tym przedziale r贸偶ni si臋 od prostok膮t贸w o mniej ni偶 $\frac{1}{3}-\frac{1}{4}=\frac{1}{12}$
co mo偶na ograniczy膰 przez $\frac{1}{9}$ (pewien kwadrat).

St膮d ograniczenie przez szereg $\frac{1}{1}+\frac{1}{4}+\frac{1}{9}+...$

Nie wiedzia艂em na ile 艣cis艂e ma by膰 rozwi膮zanie, na ile intuicyjne, dlatego poda艂em zapis formalny oraz interpretacj臋 geometryczn膮.


brightnesss
post贸w: 113
2015-11-09 19:24:43

Teraz rozumiem, wielkie dzieki :)

strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj