Η ακολουθία που συγκλίνει στο e

Συντονιστής: emouroukos

ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
Δημοσιεύσεις: 3600
Εγγραφή: Πέμ Φεβ 27, 2014 9:05 am
Τοποθεσία: ΧΑΛΚΙΔΑ- ΑΘΗΝΑ-ΚΡΗΤΗ

Η ακολουθία που συγκλίνει στο e

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ » Τρί Δεκ 20, 2016 9:16 pm

Εστω a_{n}=(1+\frac{1}{n})^{n+c}

όπου c\in \mathbb{R} παράμετρος.

Να εξετασθεί ως προς την μονοτονία η (a_{n})_{n\in \mathbb{N}}

για τις διάφορες τιμές της παραμέτρου c



Λέξεις Κλειδιά:
ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
Δημοσιεύσεις: 3600
Εγγραφή: Πέμ Φεβ 27, 2014 9:05 am
Τοποθεσία: ΧΑΛΚΙΔΑ- ΑΘΗΝΑ-ΚΡΗΤΗ

Re: Η ακολουθία που συγκλίνει στο e

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ » Παρ Φεβ 10, 2017 10:34 am

Επαναφορά.
Υπόδειξη.
Μελετήστε ως προς την μονοτονία την συνάρτηση f(x)=(x+c)ln(1+\frac{1}{x})
για τις διάφορες τιμές του c


Άβαταρ μέλους
Demetres
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 8989
Εγγραφή: Δευ Ιαν 19, 2009 5:16 pm
Τοποθεσία: Λεμεσός/Πύλα
Επικοινωνία:

Re: Η ακολουθία που συγκλίνει στο e

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Demetres » Παρ Φεβ 10, 2017 12:16 pm

Θέτω

\displaystyle{ f(x) = (x+c)\log\left(1 + \frac{1}{x}\right) = (x+c)\left(\log(x+1)-\log(x) \right)}

Τότε

\displaystyle{ \begin{aligned}  
f'(x) &= \log(x+1) - \log(x) + (x+c)\left[\frac{1}{x+1} - \frac{1}{x} \right]  \\ 
&= \log\left(1 + \frac{1}{x} \right) - \frac{x+c}{x(x+1)} \\ 
&= \log\left(1 + \frac{1}{x} \right) - \frac{1}{x} - \frac{c-1}{x(x+1)} \\ 
&= -\frac{1}{2x^2} + \frac{1}{3x^3} + O(1/x^4) - \frac{c-1}{x^2}\frac{1}{1+\frac{1}{x}} \\ 
&= -\frac{1}{2x^2} + \frac{1}{3x^3} + O(1/x^4) - \frac{c-1}{x^2}\left(1 - \frac{1}{x} + O(1/x^2) \right) \\ 
&= -\frac{2c-1}{2x^2} + \frac{3c-2}{3x^3} + O(1/x^4) 
\end{aligned}}

Οπότε
- Αν c > 1/2 τότε η f(x) είναι αύξουσα σε ένα διάστημα της μορφής [a_c,\infty)
- Αν c \leqslant 1/2 τότε η f(x) είναι φθίνουσα σε ένα διάστημα της μορφής [b_c,\infty)

Αφού f(n) = \log{a_n} τότε καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η ακολουθία (a_n) είναι:
- Τελικά (eventually, αν απέδωσα σωστά τον όρο) αύξουσα αν c < 1/2, και
- Τελικά φθίνουσα αν c \geqslant 1/2


Σταύρο, δεν ξέρω αν θες περισσότερη διερεύνηση, π.χ. για ποια c είναι ολόκληρη η ακολουθία αύξουσα/φθίνουσα.


ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
Δημοσιεύσεις: 3600
Εγγραφή: Πέμ Φεβ 27, 2014 9:05 am
Τοποθεσία: ΧΑΛΚΙΔΑ- ΑΘΗΝΑ-ΚΡΗΤΗ

Re: Η ακολουθία που συγκλίνει στο e

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ » Σάβ Φεβ 11, 2017 8:50 am

Demetres έγραψε:
Οπότε
- Αν c > 1/2 τότε η f(x) είναι αύξουσα σε ένα διάστημα της μορφής [a_c,\infty)
- Αν c \leqslant 1/2 τότε η f(x) είναι φθίνουσα σε ένα διάστημα της μορφής [b_c,\infty)

.
Προφανώς το σωστό είναι
για c\geq \frac{1}{2} είναι τελικά φθίνουσα και
για c< \frac{1}{2} είναι τελικά αύξουσα.

Μια πιο προσεκτική αντιμετώπιση θα έδινε για την ακολουθία.
1)Για c\geq\frac{1}{2} είναι γνησίως φθίνουσα.
2)Για ln\frac{4}{e}< c< \frac{1}{2} είναι τελικά γνησίως αύξουσα.
(προσδιορίζετε το n_{0}(c) που μετά από αυτό είναι γνησίως αύξουσα.)
3)Για c\leq ln\frac{4}{e} είναι γνησίως αύξουσα.

Οι αποδείξεις στηρίζονται σε στοιχειώδη λογισμό(εργαλεία Λυκείου)
Οποιος θέλει ας δοκιμάσει .Εχουν ενδιαφέρον.


Απάντηση

Επιστροφή σε “Ανάλυση”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 2 επισκέπτες