קוד:אריתמטיקה של גבולות אינסופיים (סדרות)

<latex2pdf> <tex>קוד:ראש</tex>

\underline{משפט:}

1. אם $ x_n\to \pm \infty , y_n\to a\in \mathbb{R} $ אזי $ \lim_{n\to \infty} x_n+y_n=\pm \infty $ (בהתאם לגבול של $ x_n $ )

2. אם $ x_n\to \pm \infty , y_n\to a\in \mathbb{R} $ ו- $ a\neq 0 $ אזי $ \lim_{n\to \infty} x_n\cdot y_n=\operatorname{sign}(a)\cdot \pm \infty $ כאשר הסימן של a מוגדר להיות $1$ אם הוא חיובי, $-1$ אם הוא שלילי ו-0 אם הוא 0.

3. $\lim_{n\to \infty }|x_n|=\infty \Rightarrow \lim_{n\to\infty} \frac{1}{x_n}=0 $. גם הצד השני נכון, נסו להוכיח את זה לפי המשפטונים הבאים:

$3.1$. $ \lim_{n\to \infty} \frac{1}{x_n}=0 \land x_n>0 \Rightarrow x_n\to \infty $

$3.2$. $ \lim_{n\to \infty} \frac{1}{x_n}=0 \land x_n<0 \Rightarrow x_n\to -\infty $

\underline{הוכחה:}

1. יהי $M>0 $. מהגדרת הגבול של $y_n$ ידוע ש- $ \exists_{n_1}\forall_{n>n_1}: a-1<y_n<a+1 $ ומהגדרת השאיפה לאינסוף של $ x_n $ אנחנו יודעים ש- $ \exists_{n_2}\forall_{n>n_2}: x_n>M-a+1 $ ולכן אם נגדיר $n_0=\max\{n_1,n_2\} $ אז יתקיים ש- $ \forall_{n>n_0}: x_n+y_n>(M-a+1)+(a-1)=M $.

2. נוכיח עבור $a$ חיובי, עבור $a$ שלילי ההוכחה דומה מאוד והדבר היחיד כמעט שמשתנה זה סימני אי השיוויון:

יהי $ M>0 $. מהגדרת הגבול של $y_n$ ידוע ש- $ \exists_{n_1}\forall_{n>n_1}: \frac{a}{2}<y_n<\frac{3a}{2} $ ומהגדרת השאיפה לאינסוף של $ x_n $ אנחנו יודעים ש- $ \exists_{n_2}\forall_{n>n_2}: x_n>\frac{2}{a}M $ ולכן אם נגדיר $n_0=\max\{n_1,n_2\} $ אז יתקיים ש- $ \forall_{n>n_0}: x_n\cdot y_n>\frac{2}{a}M\cdot \frac{a}{2}=M $. <tex>קוד:זנב</tex> </latex2pdf>