Limiet bewijs

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Berichten: 4.246

Limiet bewijs

Stel dat
\( \lim_{ n \rightarrow \infty} a_n = L \)
bewijs dat:
\(\lim_{n \rightarrow \infty} \frac{a_1+a_2+...+a_n}{n} = L\)
Hoe moet ik dit aanpakken?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 3.505

Re: Limiet bewijs

\(\lim_{n\rightarrow\infty}a_n=L\)
betekent: bij een gegeven ε>0 is er een natuurlijk getal N met de eigenschap dat voor alle n>N geldt dat |an-L|<ε. Kijk eens of je aan de hand daarvan het bewijs kunt leveren.
"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel

Berichten: 4.246

Re: Limiet bewijs

Voor een zeker grote n:
\(| \frac{a_1+a_2+...+a_n}{n} - \frac{nL}{n} | \leq \frac{1}{n} \left( |a_1-L|+...+ |a_{N-1}+|a_N-L|+...|a_n-L| \right) \)
\(= \frac{1}{n} \left( |a_1-L|+...+|a_{N-1}-L|+\epsilon+ ...+ \epsilon \right) \)
Maar wat moet ik met de linkersom voor alle n<N?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Limiet bewijs

Maar als n groot genoeg is, is |a1-L|/n toch ook kleiner dan een zekere ε1?

Berichten: 4.246

Re: Limiet bewijs

Maar als n groot genoeg is, is |a1-L|/n toch ook kleiner dan een zekere ε1?
Goed punt.

De laatste regel moet dus worden:
\(= \frac{1}{n} \left( |a_1-L|+...+|a_{N-1}-L|+\epsilon+ ...+ \epsilon \right) \leq \frac{1}{n}(n \epsilon_1) = \epsilon_1 \leq \epsilon \)
als
\( n \rightarrow \infty\)
Klopt het zo?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Limiet bewijs

Ik denk niet dat dat lukt.

Neem eens:
\(a_n=L-t_n\)
dan is, met het gegeven:
\(\lim_{n\to\infty}a_n=L =>\lim_{n\to\infty}t_n=0\)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Limiet bewijs

Lukt dit niet?

Berichten: 4.246

Re: Limiet bewijs

Ik zie niet waarom dit nuttig is. Je trekt simpelweg L af van elke term, maar het gaat om de som van de termen.
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Limiet bewijs

Probeer het eens.

Berichten: 4.246

Re: Limiet bewijs

Definieer
\( a_n =L-t_n \)
dan geldt er:
\( \frac{1}{n}|a_1+...+a_n -nL| \leq \frac{1}{n} \left( |t_1| +...+|t_n| \right) \leq\frac{1}{n}( n \epsilon) =\epsilon\)
voor
\( n \rightarrow \infty \)
Klopt dit?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Limiet bewijs

Ja. Maar waarom klopt het?

Berichten: 4.246

Re: Limiet bewijs

Ja. Maar waarom klopt het?
\( \frac{t_i}{n}\)
zal voor toenemende n willekeurig klein worden.
Quitters never win and winners never quit.

Re: Limiet bewijs

Laat
\(\epsilon>0\)
zijn.

Kies
\(N>0\)
zó dat
\(|a_n-L| < \frac{\epsilon}{2}\)
voor
\(n > N\)
.

Kies vervolgens een
\(M>N\)
zó dat
\(|\frac{a_1+a_2+\cdots + a_N-NL}{n}|<\frac{\epsilon}{2}\)
voor
\(n>M\)
.

Dan is
\(|\frac{a_1+a_2+\cdots + a_n}{n} - L| \le |\frac{a_1+a_2+\cdots + a_N-NL}{n}| + |\frac{(a_{N+1}-L)+(a_{N+2}-L)+\cdots + (a_n-L)}{n}| < \frac{\epsilon}{2} + \frac{n-N}{n}\frac{\epsilon}{2} < \epsilon\)
voor
\(n>M\)
.

C'est tout.

Berichten: 4.246

Re: Limiet bewijs

PeterPan schreef:.

Kies vervolgens een
\(M>N\)
zó dat
\(|\frac{a_1+a_2+\cdots + a_N-NL}{n}|<\frac{\epsilon}{2}\)
voor
\(n>M\)
.
Waarom is het mogelijk een M te kiezen zodanig dat dit geldt? Ga je bij deze aanname er al niet vanuit dat de limiet voor de som (a_1+..+a_n)/n bestaat?
Quitters never win and winners never quit.

Re: Limiet bewijs

\(N\)
is een gekozen getal, dus de teller is een (vaste) constante. De noemer is variabel en kan zo groot gekozen worden als je zelf wilt.

Reageer