Baza wiedzy

Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów

Granica ciągu liczbowego


Spójrzmy na wykresy trzech ciągów nieskończonych an, bn, cn :

Obraz zawierający tekst, antena

Opis wygenerowany automatycznie

 

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 x 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).



Zadania do zrobienia


1. Korzystając z definicji granicy ciągu, wykaż, że liczba:

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)  jest granicą ciągu o wyrazie ogólnym an =