Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów
Spójrzmy na wykresy trzech ciągów nieskończonych an, bn, cn :
Łatwo zauważyć, że każdy wyraz tego ciągu zbliża się do pewnej liczby (granicy) wraz ze wzrostem liczby n. Wyrazy ciągu an przybliżają się do 1, wyrazy ciągu bn do 0, wyrazu cn do (-1). To „zbliżanie” może być bardziej lub mniej regularne. Niektóre wyrazy ciągu mogą być równe „granicy” ciągu ale żaden nie musi. Pomyślmy co oznacza stwierdzenie, że nieskończony ciąg liczbowy ma granicę.
Zaznaczymy wyrazy ciągu an na osi liczbowej.
Widzimy,
że wyrazy ciągu zbliżają się do 1. Zobaczmy, które z nich są oddalone od 1 o
mniej niż np. . Odległość punktu xo
od punktu x jest równa |x-xo|.
Zatem:
|an-1|<
|
|<
|
|<
<
n>7
Zaczynając od 8 wyrazu, wszystkie kolejne wyrazy tego ciągu są oddalone od 1 o mniej niż Zauważmy, że jest tylko
skończona liczba wyrazów, których odległość od 1 jest większa niż
.
Jeżeli
mamy podany nieskończony ciąg an i pominiemy w nim skończoną liczbę
wyrazów, to można o pozostałych wyrazach powiedzieć, że stanowią one prawie
wszystkie wyrazy ciągu. Dzięki temu sformułowaniu, powiemy, że prawie wszystkie
wyrazy ciągu an gdzie an=, spełniają
warunek |an-1|<
.
2, 1
, 1
, 1
, 1
, 1
, 1
, 1
, 1
, 1
, 1
, …
Skończona liczba wyrazów prawie wszystkie wyrazy ciągu
Sformułowanie „prawie wszystkie wyrazy
ciągu” można również zastąpić stwierdzeniem: „wszystkie wyrazy ciągu od pewnego
miejsca”. Postawmy zatem pytanie: czy dla każdej liczby rzeczywistej dodatniej
Ƹ (epsilon) prawie wszystkie wyrazy ciągu an, gdzie
an=, leżą w odległości
mniejszej niż Ƹ od 1?
Spróbujmy inaczej: czy prawie
wszystkie wyrazy ciągu an gdzie an=, leżą dowolnie blisko
liczby 1? Odpowiedź twierdząca oznaczałaby, że nierówność
Ƹ
Byłaby prawdziwa
dla prawie wszystkich n. Gdy przekształcimy równoważnie nierówność dostaniemy
Ƹ |
| < Ƹ n >
Ciągiem zbieżnym nazywamy ciąg nieskończony, który ma granicę( będącą liczbą rzeczywistą).
a) 0 jest granicą ciągu o wyrazie ogólnym
an =
b) 1 jest granicą ciągu o wyrazie ogólnym
an =
c) -2 jest granicą ciągu o wyrazie
ogólnym an =
d)
1. Korzystając z definicji granicy ciągu,
wykaż, że liczba: jest granicą ciągu o wyrazie ogólnym an =