Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2050
i

3.  По­сле­до­ва­тель­ность  левая фи­гур­ная скоб­ка x_n пра­вая фи­гур­ная скоб­ка за­да­на фор­му­лой  x_n = nx_n минус 1 минус 1, а  x_0 = c.

а)  До­ка­жи­те, что если  c мень­ше или равно 1, то дан­ная по­сле­до­ва­тель­ность мо­но­тон­на.

б)  До­ка­жи­те, что если  c боль­ше 2, то при всех на­ту­раль­ных n верно не­ра­вен­ство  \abs дробь: чис­ли­тель: x_n, зна­ме­на­тель: n! конец дроби мень­ше или равно c.

в)  До­ка­жи­те, что если по­сле­до­ва­тель­ность  левая фи­гур­ная скоб­ка x_n пра­вая фи­гур­ная скоб­ка схо­дя­ща­я­ся, то она стре­мит­ся к нулю.

г)  До­ка­жи­те, что если число c ра­ци­о­наль­но, то эта по­сле­до­ва­тель­ность не имеет ко­неч­но­го пре­де­ла.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Так как  x_1 = x_0 минус 1, то  x_1 мень­ше c и  x_1 мень­ше или равно 0, сле­до­ва­тель­но,  x_2 = 2x_1 минус 1 мень­ше 0. Не­труд­но до­ка­зать по ин­дук­ции, что  x_n мень­ше или равно 0. Не­ра­вен­ство  x_n мень­ше x_n минус 1 имеет вид  nx_n минус 1 минус 1 мень­ше x_n минус 1, или  x_n минус 1 мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n минус 1 конец дроби , что верно.

б)  Если  c = x_0 боль­ше 2, то  x_1 боль­ше 1, далее,  x_2 = 2x_1 минус 1 боль­ше 1. Если не­ра­вен­ство  x_k боль­ше 1  левая круг­лая скоб­ка k боль­ше или равно 2 пра­вая круг­лая скоб­ка верно, то  x_k плюс 1 = kx_k минус 1 боль­ше k минус 1 боль­ше или равно 1, зна­чит,  x_n боль­ше 1 при всех на­ту­раль­ных n. На­ко­нец,

 1 мень­ше x_n = nx_n минус 1 минус 1 мень­ше nx_n минус 1 мень­ше n левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка x_n минус 2 мень­ше \ldots мень­ше левая круг­лая скоб­ка n! пра­вая круг­лая скоб­ка x_0 = cn!.

в)  Пре­об­ра­зуя дан­ное ре­кур­рент­ное со­от­но­ше­ние, по­лу­ча­ем  дробь: чис­ли­тель: x_n, зна­ме­на­тель: n конец дроби = x_n минус 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n конец дроби , по­это­му, если  x_n \to a, то  дробь: чис­ли­тель: x_n, зна­ме­на­тель: n конец дроби , дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: n конец дроби \to 0, зна­чит,  a = 0.

г)  Пусть  c = x_0 = дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: q конец дроби , тогда  x_q минус 1 = дробь: чис­ли­тель: k, зна­ме­на­тель: q конец дроби , xq  — целое и, более того, все члены xn, где  n боль­ше или равно q, также яв­ля­ют­ся це­лы­ми. Так как  x_n не равно q x_n плюс 1, то  |x_n минус x_n плюс 1| боль­ше или равно 1 при всех  n боль­ше или равно q, сле­до­ва­тель­но, дан­ная по­сле­до­ва­тель­ность не яв­ля­ет­ся схо­дя­щей­ся.

? Источники:
? Классификатор: До­ка­за­тель­ство тож­деств, не­ра­венств, Про­грес­сии
?
Сложность: 11 из 10