שינויים

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

פתרון אינפי 1, תשנ"ט, מועד ב,

הוסרו 44 בתים, 11:06, 9 בפברואר 2017
הסדרה <math>\{b_n\}</math> יורדת ולכן <math>x<y\to b_x>b_y</math> .
נפעיל נימוק זה על התוצאה שקיבלנו, ונקבל ש- כי <math>b_{2^{k+1}}\le b_n\le b_{2^k}</math> .
נכפיל ב- <math>n</math> (חיובי) את אגפי אי-השוויון: <math>n\cdot b_{2^{k+1}}\le n\cdot b_n\le n\cdot b_{2^k}</math>
''';דרך נוספת:'''נוכיח ש <math>2n\cdot b_{2n}\to 0to0</math> וכן <math>(2n+1)\cdot b_{2n+1}\to 0to0</math> ומכאן נסיק הדרוש (כי אם תת-הסדרה של האיברים האברים במקומות הזוגיים שואפת ל- <math>0</math> וכן תת-הסדרה של האיברים האברים במקומות האי-זוגיים שואפת ל- <math>0</math> אז כך גם הסדרה).
אם נסמן את סדרת הסכומיים החלקיים של הטור המתכנס <math>\sumdisplaystyle\limitssum_{n=1}^\infty b_n</math> ב- <math>S_n</math> אז בגלל שהטור מתכנס מתקיים<math>S_{2n}-S_n\to 0to0</math> וכן <math>S_{2n+1}-S_n\to 0to0</math> . מההתכנסות הראשונה נקבל ש כי <math>b_{n+1}+b_{n+2}+\cdots b_{2n}\to 0to0</math> . מכיון כיון שהסדרה מונוטונית יורדת נקבל <math>0<n\cdot b_{2n}<b_{n+1}+b_{n+2}+\cdots b_{2n}</math>.
נכפיל את אי-השוויונות ב- <math>2</math> ונשתמש [[משפט הסנדוויץ']] כדי לקבל <math>2nb_{2n}\to 0to0</math> . מההתכנסות השניה ומשיקולים דומים נקבל ש- <math>(2n+2)\cdot b_{2n+1}\to 0to0</math> אבל <math>0<(2n+1)\cdot b_{2n+1}<(2n+2)\cdot b_{2n+1}\to 0to0</math> ולכן שוב מ[[משפט הסנדוויץ']] נקבל ש- כי <math>(2n+1)\cdot b_{2n+1}\to 0to0</math> .
ב) דוגמא נגדית: <math>b_n=\frac1dfrac{1}{n\cdot\ln(n)}</math>. ממבחן העיבוי הטור <math>\sum displaystyle\sum_{n=1}^\infty b_n</math> מתבדר, אך בכל זאת <math>n\cdot b_n=\frac1dfrac{1}{\ln(n)}\to 0</math> .
ג) ניקח את הסדרה
<math>b_n=\left\{\begin{matrixcases}2^{-k} &\exists k\in\N:n=2^k \\ 0 & \mboxtext{else}\end{matrixcases}\right.=1,\frac12,0,\frac14,0,0,0,\frac18,\ldots</math>.
הטור <math>\sum displaystyle\sum_{n=1}^\infty b_n</math> מתכנס ([[טור הנדסי]] עם אפסים שלא משפיעים), אבל בכל זאת <math>nb_n=1,1,0,1,0,0,0,1,\ldots</math> אינו מתכנס שכן יש לו תת-סדרה ששווה <math>1</math> ובפרט שואפת ל- <math>1</math> (וידוע שאם סדרה מתכנסת לגבול אז גם כל תת-סדרה שלה מתכנסת אליו).
==שאלה 2==
א) נבדוק [[התכנסות בהחלט]]: ברור שהטור <math>\sum displaystyle\sum_{n=1}^\infty\cos\left(\frac1{n}tfrac1n\right)</math> מתבדר לפי התנאי ההכרחי, שכן <math>\lim\limits_{n\to\infty}\cos\left(\frac1{n}tfrac1n\right)=\cos(0)=1</math> שונה מ- <math>0</math> .
הטור מתבדר לפי התנאי ההכרחי. (כי <math>\lim\limits_{n\to\infty}a_n=0\ \iff\ \lim\limits_{n\to\infty}(-1)^na_n=0</math>)
ב) נבדוק התכנסות בהחלט: <math>\sum displaystyle\beginsum_{pmatrixn=1}2n^\infty\ n\endbinom{pmatrix2n}{n}\frac{1}{2^{3n}}=:=\displaystyle\sum_{n=1}^\sum infty a_n</math>. נוכיח התכנסות בהחלט ע"י שימוש במבחן המנה:
<math>\begin{align}\frac{a_{n+1}}{a_n}&= \beginbinom{pmatrix}2n+2\\ }{n+1\end{pmatrix}\frac{1}{2^{3n+3}}\cdot \frac{2^{3n}}{\beginbinom{pmatrix2n}{n}}\\&=\frac{(2n+2)!}{(n+1)!^2}\cdot\ frac{n!^2}{(2n)!\endcdot2^3}=\frac{pmatrix(2n+2)!}{(n+1)^2}\cdot\frac{1}{8(2n)!}=\frac{2(2n+1)(n+1)}{8(n+1)^2}=\frac{2n+1}{4n+4}\end{align}</math>
<math>=\frac{(2n+2)!}{(n+1)!^2}\cdot \frac{n!^2}{(2n)!\cdot 2^3}=\frac{(2n+2)!}{(n+1)^2}\cdot \frac1{8(2n)!}=\frac{2(2n+1)(n+1)}{8(n+1)^2}=\frac{2n+1}{4n+4}
</math>
נעבור לגבול: <math>\displaystyle\lim_{n\to\infty}\frac{a_{n+1}}{a_n}=\lim_{n\to\infty}\frac{2n+1}{4n+4}=\frac12<1</math> , לכן הטור מתכנס בהחלט, ובפרט מתכנס.
נעבור לגבול: <math>\lim\limits_{n\to\infty}\frac{a_{n+1}}{a_n}=\lim\limits_{n\to\infty}\frac{2n+1}{4n+4}=\frac12<1</math> , לכן הטור מתכנס בהחלט, ובפרט מתכנס.
 ג) מתקיים <math>\log\left(\frac1{n}tfrac1n\right)=-\log(n)</math> לכן הטור הוא למעשה <math>\sumdisplaystyle\limits_sum_{n=1}^\infty \frac{(-1)^{n+1}\frac1}{\log(n)}</math>נבדוק התכנסות בהחלט: (סימַנו כאן <math>\ln</math> בתור <math>\log</math>), מ[[מבחן ההשוואה]] נובע שהתבדרות הטור ההרמוני גוררת את התבדרות הטור <math>\sumdisplaystyle\limits_sum_{n=1}^\infty \frac1frac{1}{\log(n)}</math>, ולכן הטור אינו מתכנס בהחלט. הטור מתכנס בתנאי לפי [[משפט לייבניץ]].
==שאלה 3==
א) הפונקציה לא מוגדרת ב- <math>0</math>, ובפרט לא רציפה שם, ובפרט לא רבמ"ש.
ב) נגזור: <math>(x^{\frac13})'=\frac13 xfrac13x^{-\frac23}=\frac1frac{1}{3\sqrt[3]{x^2}}</math>.
בקטע <math>[-1,1]</math> הפונקציה היא רציפה בקטע סגור ולכן רבמ"ש לפי משפט קנטור. בקרן <math>[1,\infty)</math> ובקרן <math>(-\infty,-1]</math> נגזרת הפונקציה חסומה ולכן הפונקציה רבמ"ש בכל אחת מהן.
כעת ניזכר בכך שפונקציה רציפה במ"ש באוסף סופי של קטעים שה"חיתוך" ביניהם (הגבול ביניהם... נו, אתם מבינים למה אני מתכוון) סגור (הטענה שבמערכי התרגול, עם הוכחה אינדוקטיבית עבור כל מספר סופי של קטעים, הפרכה עבור אינסופי ע"י <math>x^2</math>) רציפה במ"ש גם על האיחוד הכללי שלהם, ולכן קיבלנו שהפונקצייה שהפונקציה רציפה במ"ש בכל הישר.
ג)הפונ' רציפה בכל הישר כהרכבת רציפות. לפי קנטור היא רציפה במידה שווה בקטע הסגור <math>[-1,1]</math> .
נגזור: <math>(\log(1+x^2))'=\frac{2x}{1+x^2}\le \frac{2x}{x^2}=\frac{2}{x}\le 2le2</math> בתחום<math>(-\infty,-1)\cup (1,\infty)</math>.
הנגזרת חסומה ולכן הפונקציה רציפה במ"ש בקטעים <math>(-\infty,-1]\cup [1,\infty)</math> .
הוכחנו שפונקצייה שפונקציה רציפה בשני קטעים מהצורה <math>(a,b],[b,c)</math> היא רציפה באיחוד שלהם. נשתמש במשפט הנ"ל פעמיים, ונקבל שהפונ' שהפונקציה רבמ"ש באיחוד הקטעים, שהוא <math>\R</math> .
==שאלה 4==
226
עריכות