لنضع في حالة عدد طبيعي موجب تماماً n. Un = 1 + ½ + 1/3 +..+ 1/n هل المتتالية (Un)n≥1 نهاية حقيقية

  • رياضيات

لنضع في حالة عدد طبيعي موجب تماماً n.

Un = 1 + ½ + 1/3 +..+ 1/n

أثبت أن المتتالية (Un)n≥1 متزايدة.

اكتب U2n-Un واستنتج أن U2n-Un>1/2.

أثبت مستعملاً البرهان بالتدريج أن U2n > n/2 أياً كان العدد الطبيعي n غير المعدوم.

هل المتتالية (Un)n≥1 نهاية حقيقية.

الأجوبة

Un+1 = 1 + ½ + 1/3 +..+ 1/n + 1/n+1

Un+1 = 1 + ½ + 1/3 +..+ 1/n + 1/n+1 > 0

فالمتتالية متزايدة.

U2n = 1 + ½ + 1/3 +..+ 1/n + 1/n+1 + 1/n+2 +..+ 1/2n

Un = 1 + 1/2 + 1/3 +..+ 1/n +

Un+1 – Un = 1/n+1 + 1/n+2 +..+ 1/2n-1 + 1/2n

U2n – Un ≥ n*(1/2n)

U2n – Un ≥ (1/2)

U2n = 1 + ½ + 1/3 +..+ 1/(2^n-1) + ½^n

العلاقة  U2n≥n/2صحيحة من أجل n=1.

Un = 1 + ½ ≥ n/2 = ½

لنفرض أنها صحيحة من أجل n أي لنفرض أن U2n > n/2 صحيحة ولنبرهن على صحتها من أجل n+1 أي لنبرهن أن U2n+1 ≥ (n+1/2) رأينا أن U2n-Un≥1/2 ومنه U2n≥Un+1/2 ومن أجل n=2^n نجد:

U2.2n ≥ U2n + ½

U2n+1 ≥ U2n + ½

وبما ان U2n > n/2 فرضاً فإن:

U2n+1 ≥ U2n +1/2 ≥ n/2 + 1/2 = (n+1/2)

U2n+1 ≥ (n+1/2)

وهو المطلوب.

لنفرض أن 2^n+1 = n1 وعندما n→+∞ فإن n1→+∞

(n+1)Ln2 = Ln(n1)

n.Ln2 = Ln(n1) – Ln2

n = (Ln(n1) / Ln2 )-1

(n+1/2) = ½ * (Ln(n1)/Ln2) = Ln(n1)/Ln4

المتراجحة 1 تكتب:

Un1 ≥ Ln(n1) / Ln4

Lim (Un1) n→+∞ ≥ Lim (Ln(n1) / Ln4) n→+∞ = +∞

وبما ان المتتالية متزايدة فليس للمتتالية Un نهاية حقيقية.

هل كان المحتوى مفيد؟

تبحث عن مدرس اونلاين؟

محتاج مساعدة باختيار المدرس الافضل؟ تواصل مع فريقنا الان لمساعدتك بتأمين افضل مدرس
ماهو التخصص الذي تبحث عنه؟
اكتب هنا...