Limiet van een bijzondere reeks

Moderators: dirkwb, Xilvo

Berichten: 8.614

Limiet van een bijzondere reeks

Geen huiswerk, maar pure interesse.

Ik vroeg me af of de volgende limiet bestaat en indien ja, hoe hij berekend kan worden:
\(\lim_{n \to +\infty} \frac{\left( \frac23 + \frac13 \cdot \sin(n)\right)^n}{n}\)
Het zou leuk zijn indien er niet veel speciaals bij komt kijken en ik hem zelf kan oplossen. Ik vrees echter dat de limiet niet bestaat vanwege de
\(\sin(n)\)
.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Berichten: 817

Re: Limiet van een bijzondere reeks

wel, je gaat volgens mij iets bekomen van de form
\(\frac{\infty}{\infty}\)
aangezien je een getal tot de macht oneindig gaat delen door oneindig.

Misschien zal l'Hospital iets nuttig geven?

Maar wiskunde is nooit mijn sterkste punt geweest. Kan hier niet met 100% zekerheid een antwoord op geven.
"Beep...beep...beep...beep"

~Sputnik I

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Je kan de sinus op eenvoudige wijze afschatten in beide richtingen zodat je de insluitstelling kan gebruiken.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 19

Re: Limiet van een bijzondere reeks

sin(n) bevindt zich altijd tussen -1 en 1.

De teller wordt dus nooit groter dan 1.

Als je dat dan deelt door oneindig wordt het dus nul.

Berichten: 8.614

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Wat bedoel je precies met afschatten?

EDIT: Had ik waarschijnlijk eerder moeten vermelden, maar ik vond dit onderaan deze pagina.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Er geldt
\( - 1 \le \sin n \le 1 \quad \forall \, n\)
Zodat
\( \frac{1}{3} \le \frac{2}{3} + \frac{1}{3}\sin n \le 1\)
Bedoel je hier niet de rij in plaats van de reeks?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 8.614

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Bedoel je hier niet de rij in plaats van de reeks?
Ik neem de limiet van de algemene term van de reeks, dus de titel klopt inderdaad niet helemaal.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Aangezien je het graag zelf wou oplossen zal ik nog niet aanvullen - geraak je er met bovenstaande afschattingen?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 8.614

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Ik ga vanavond nog wat anders doen, maar morgen kijk ik ernaar en zal ik melden of ik eruit geraak. In ieder geval bedankt voor de hulp (en dat geldt ook voor de anderen).
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Interessant is ook de vraag:

Bestaat
\(\lim_{n \to \infty} \left( \frac23 + \frac13 \cdot \sin(n)\right)^n\)
en zo ja, wat is zijn limiet.

Berichten: 8.614

Re: Limiet van een bijzondere reeks

TD schreef:Zodat
\( \frac{1}{3} \le \frac{2}{3} + \frac{1}{3}\sin n \le 1\)
en zo ja, wat is zijn limiet.
Dat was inderdaad de volgende limiet die ik wilde nemen. Hier is er echter geen noemer, dus als we de limiet zouden nemen, dan wordt de uitdrukking wederom 0 of 1. Hier bestaat de limiet dus niet.
Geloof niet alles wat je leest.


Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Als we de limiet nemen wordt de teller dus 0 of 1. We krijgen dan
\(\frac{0}{+\infty} = 0\)
. De limiet is dus 0.
De limiet is inderdaad 0. De afschatting verder opgeschreven:
\(\frac{1}{3} \le \frac{2}{3} + \frac{1}{3}\sin n \le 1 \Rightarrow \frac{{3^{ - n} }}{n} \le \frac{{\left( {\frac{2}{3} + \frac{1}{3}\sin n} \right)^n }}{n} \le \frac{1}{n}\)
Zowel 3-n/n als 1/n gaan naar 0, dus de ingesloten uitdrukking ook. Mooi grafisch te zien:

<!--graphstart--><script type="text/javascript">graph(5,10,0,0.1,300,300,600,600,'((2/3+1/3*sin(n))^n)/n','1/n','3^(-n)/n')</script><!--graphend-->
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Dat was inderdaad de volgende limiet die ik wilde nemen. Hier is er echter geen noemer, dus als we de limiet zouden nemen, dan wordt de uitdrukking wederom 0 of 1. Hier bestaat de limiet dus niet.
Zo simpel is het niet.

Bijvoorbeeld, de rij
\(\left(\frac12\right)^1, \left(\frac34\right)^2,\left(\frac12\right)^3, \left(\frac34\right)^4,\left(\frac12\right)^5, \left(\frac34\right)^6,\cdots\)
convergeert wel degelijk naar 0.

Het bewijs dat de limiet niet bestaat is niet makkelijk.

Berichten: 4.246

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Het bewijs dat de limiet niet bestaat is niet makkelijk.
Wat zijn de hoofdlijnen van het bewijs?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Limiet van een bijzondere reeks

Zijn we dit als een reële functie van n aan het bekijken?

Neem dan een keer n = 2k.pi en eens n = (2k+1).pi...?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer