Όρια με αρμονικούς αριθμούς

Συντονιστές: grigkost, Κοτρώνης Αναστάσιος

Άβαταρ μέλους
Κοτρώνης Αναστάσιος
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 3203
Εγγραφή: Κυρ Φεβ 22, 2009 11:11 pm
Τοποθεσία: Μπροστά στο πισί...
Επικοινωνία:

Όρια με αρμονικούς αριθμούς

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Κοτρώνης Αναστάσιος »

1) Έστω \displaystyle{H_{n}:=1+\frac{1}{2}+\cdots+\frac{1}{n}} για \displaystyle{n\geq1} ο n-οστός αρμονικός αριθμός.

Ας υπολογισθούν, αν υπάρχουν τα όρια:

i) \displaystyle{\lim_{n\to\infty}(\sqrt[n]{H_{n}})^{H_{n}}}

ii) \displaystyle{\lim_{n\to\infty}\frac{n}{\ln^{2} n}\left[(\sqrt[n]{H_{n}})^{H_{n}}-1\right]}

2) Έστω \{x_{n}\}_{n\geq2} η ακολουθία με x_{2}>0 και \displaystyle{x_{n}=x_{n+1}\left(\sqrt[n]{n}\right)^{H_{n}}}.

Ας υπολογισθούν, αν υπάρχουν, τα όρια:

i) \displaystyle{\lim_{n\to+\infty}x_{n}},

ii) \displaystyle{\lim_{n\to+\infty}nx_{n}},

iii) \displaystyle{\lim_{n\to\infty}\left(\frac{x_{n}}{x_{n+1}}\right)^{\ln n}}.
Εσύ....; Θα γίνεις κανίβαλος....;

Ετικέτες:
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18874
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Όρια με αρμονικούς αριθμούς

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Κοτρώνης Αναστάσιος έγραψε:1) Έστω \displaystyle{H_{n}:=1+\frac{1}{2}+\cdots+\frac{1}{n}} για \displaystyle{n\geq1} ο n-οστός αρμονικός αριθμός.

Ας υπολογισθούν, αν υπάρχουν τα όρια:

i) \displaystyle{\lim_{n\to\infty}(\sqrt[n]{H_{n}})^{H_{n}}}

ii) \displaystyle{\lim_{n\to\infty}\frac{n}{\ln^{2} n}\left[(\sqrt[n]{H_{n}})^{H_{n}}-1\right]}
Για την 1) χρησιμοποιούμε ότι \lim (H_n - \log n) = \gamma και άρα το H_n είναι ασυμπτωτικό με το logn. Συνεπώς

(\sqrt[n]{H_{n}})^{H_{n}} = e^{\frac{H_n}{n}\log (H_n)}\sim e^{\frac{\log n}{n}\log \log n} που τείνει στο e^0=1

Επίσης από την e^x \sim 1 + x για μικρά χ,

\frac{n}{\ln^{2} n}\left[(\sqrt[n]{H_{n}})^{H_{n}}-1\right] = \frac{n}{\ln^{2} n}\left[e^{\frac{H_n}{n}\log (H_n)}-1\right] \sim\frac{n}{\ln^{2} n}\cdot\frac{H_n}{n}\log (H_n)}

\sim \frac{n}{\ln^{2} n}\cdot\frac{\log n}{n}\log \log n}= \frac{\log \log n}{\log n}\sim 0

Φιλικά,

Μιχάλης Λάμπρου
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18874
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Όρια με αρμονικούς αριθμούς

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Κοτρώνης Αναστάσιος έγραψε: Έστω \displaystyle{H_{n}:=1+\frac{1}{2}+\cdots+\frac{1}{n}} για \displaystyle{n\geq1} ο n-οστός αρμονικός αριθμός.

<...>

2) Έστω \{x_{n}\}_{n\geq2} η ακολουθία με x_{2}>0 και \displaystyle{x_{n}=x_{n+1}\left(\sqrt[n]{n}\right)^{H_{n}}}.

Ας υπολογισθούν, αν υπάρχουν, τα όρια:

i) \displaystyle{\lim_{n\to+\infty}x_{n}},

ii) \displaystyle{\lim_{n\to+\infty}nx_{n}},

iii) \displaystyle{\lim_{n\to\infty}\left(\frac{x_{n}}{x_{n+1}}\right)^{\ln n}}.
i) Γράφουμε G_n =\left(\sqrt[n]{n}\right)^{H_{n}}.
Aναδρομικά έχουμε x_{n+1}= \frac {x_n}{G_n} = ... = \frac {x_2}{G_nG_{n-1}...G_2}

Αφού G_n = n^{H_n/n} \ge 2^{H_n/n} \ge 2^{\log n/2n} έχουμε

G_nG_{n-1}...G_2 \ge 2^{\sum _{k=2}^{n} {\frac {\log k}{2k}}}} \rightarrow \infty (η σειρά στον εκθέτη, ως γνωστόν, αποκλίνει). Τελικά \lim x_n =0

ii) όπως στο προηγούμενο βρίσκουμε

(n+1)x_{n+1} = \frac {(n+1)x_2}{G_nG_{n-1}...G_2} \sim \frac {(n+1)x_2}{e^{\sum _{k=2}^{n} {\frac {\log k \log \log k}{k}}}} (*)

Όμως \sum _{k=2}^{n} {\frac {\log k \log \log k}{k}}}\sim \int_2^n {\frac{\logx \log \log x}{x}}dx = \frac{1}{2} (\log n)^2 \log \log n - \frac{1}{4} (\log n)^2 +c

που αν λάβουμε υπόψη και τον αριθμητή n+1 = e^{\ log (n+1)} \sim e^{\log n} της (*) καταλήγουμε ότι
το ζητούμενο όριο ειναι 0.

iii) η ακολουθία είναι η n ^{H_n/n} = e^{\frac {H_n}{n} \log n }\sim e^\frac {(\log n)^2}{n} \rightarrow e^0=1.

Ουφ. Ελπίζω να μη ξέχασα κανέναν λογάριθμο εδώ και κει. Η τεχνική πάντως είναι ... αυτή...

Φιλικά,

Μιχάλης Λάμπρου
Απάντηση

Επιστροφή στο “ΑΝΑΛΥΣΗ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης