Zadania domowe z Analizy Matematycznej I - cz¸

eść 1b

(ci¸

agi i granice ci¸

agów)

Zadanie 1. Bezpośrednio z definicji granicy ciagu wykazać, że lim 2n+3+7 = 8.

,

n→∞

2n

√

√

Zadanie 2. Udowodnić, że jeśli an to ciag o wyrazach nieujemnych i lim a

a.

,

n→∞ an = a, to limn→∞ 5

n = 5

Zadanie 3. Obliczyć granice ci¸

agów

√

p

(a) an =

1

√

,

(b) b

9n2 +

n − 3n,

n2+n+7−n

n =

√

√

√

(c) cn = 3 2n3 + 3n2 + n − 3 2n3 + n2 − 1, (d) dn = n 3 n3 + n − n, (e) xn = n

p5 · 6n + 3 cos(3n),

(f ) fn = 4n−1−5 ,

3n+22n+1

q

(g) gn = n sin(n!) ,

(h) h

1 + 1 + 1 + . . . + 1 , n2+1

n = n

2

3

n

(i) in =

1

√

+

1

√

+ . . . +

1

√

,

(j) j

+

2

√

+ . . . +

n

√

,

n3+1

n3+2

n3+n

n =

1

√n4+n

n4+2n

n4+nn

(k) kn = (0, 9999 + 1 )n, (l) l

)n,

n

n = (1, 0001 − 1

n

n5

n

(m) m

n3+1

3n+1

n =

,

(n) y

,

n3

n =

7n−1

−14n

3−n

(o) o

7n+6

n

n =

,

(p) p

,

7n−1

n =

n+1

(r) rn = 1+2+···+n (−1)n3 .

(n)

3

Zadanie 4. Zbadać zbieżność ci¸

agów określonych rekurencyjnie i obliczyć ich granice, jeśli istniej¸

a:

a

b

(a)

0

=

1

√

(b)

1

=

1

an+1

=

3an + 18, n ≥ 0,

bn+1

=

6 · 1+cn , n ≥ 1,

7+cn

c

d

(c)

1

=

1

(d)

1

=

0

gdzie d ≥ 0.

cn+1

=

2cn − 1 c2 , n ≥ 1,

d

2 n

n

=

pd + dn−1, n ≥ 2,

Zadanie 5. Czy podane ci¸

agi s¸

a zbieżne? Odpowiedź uzasadnić.

n

Y

b

(a) a

1

=

b ∈ R

n =

(1 − 4−k)

(b)

b

n

=

1 − 1

bn−1, n ≥ 2

k=1

3n

Zadanie 6. Pokazać, że ciag b

,

n = cos n nie jest zbieżny.

Zadanie 7. Udowodnić przez indukcj¸

e, że n! >

n n dla n = 1, 2, . . .. Wykorzystuj¸ac udowodnion¸a nierówność 3

√

pokazać, że lim

n

n→∞

n! = ∞.

Zadanie 8. Niech a, b beda liczbami rzeczywistymi nieujemnymi, oraz a < b. Pokazać, że ciagi {x

,

,

,

n}, {yn}

określone w nastepujacy sposób

,

,



(

a

gdy n = 0

b

gdy n = 0



xn+1 =

√

yn+1 =

x

x

n + yn

nyn

gdy n ≥ 1

gdy n ≥ 1



2

maja wspólna granice. Jest to arytmetyczno-geometryczna średnia Gaussa.

,

,

,

ODPOWIEDZI:

3. (a) 2 (b) 0 (c)

2

√

(d) 1 (e) 6 (f) 1 (g) 0 (h) 1 (i) 0 (j) 1 (k) 0 (l) ∞ (m) ∞ (n) 0 (o) e−14 (p) e (r) 0

3 3 4

3

8

2

4. Podane ci¸

agi s¸

a zbieżne, bo s¸

a monotoniczne i ograniczone.

√

Szukane granice wynosz¸

a (a) 6 (b) 2 (c) 2 (d) 1+ 1+4d 2

5. Tak, s¸

a zbieżne.

8. Pokazać, że dla n ∈ N mamy xn ≤ yn. Nastepnie wykazać, że ciag x acy, zaś ciag y

acy.

,

,

n jest rosn ,

,

n jest malej ,

1