/Studia/Analiza/Ciągi/Granice/Rekurencyjne

Zadanie nr 3799707

Wykazać zbieżność ciągu określonego rekurencyjnie:  √ -- a1 = 2 ,  √ ------- an+1 = 2 + an dla n ∈ N i wyznaczyć jego granicę.

Wersja PDF

Rozwiązanie

Aby wykazać, że ciąg jest zbieżny wystarczy pokazać, że jest on monotoniczny i ograniczony. Bawiąc się chwilę kalkulatorem można zgadnąć, że podany ciąg jest rosnący i ograniczony z góry przez 2. Spróbujmy to uzasadnić.

Jeżeli założymy indukcyjnie, że an < 2 to mamy

 ------- ------ a = √ 2 + a < √ 2+ 2 = 2. n+1 n

Spróbujmy teraz pokazać, że ciąg jest rosnący.

 √ ------- an+ 1 − an = 2 + an − an > 0 (?) √ ------- 2 2 + an > an / () 2 2 + an > an 2 > an(an − 1).

Ponieważ pokazaliśmy już, że 0 < an < 2 powyższa nierówność jest spełniona, czyli ciąg jest rosnący.

Skoro wiemy, że ciąg jest zbieżny, oznaczmy jego granicę przez g i przejdźmy do granicy po obu stronach równości

 √ ------- an+1∘=---2-+ an g = 2 + g 2 g = 2 + g 2 g − g− 2 = 0 Δ = 1 + 8 = 9 g = − 1 ∨ g = 2.

Oczywiście ujemne rozwiązanie odrzucamy i mamy

n→lim+ ∞an = 2.
Wersja PDF
spinner