Cauchyrij

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Berichten: 4.246

Cauchyrij

Bewijs dat de rij A(n) Cauchy is als hij de volgende eigenschap heeft:
\(|A_{n+1 }- A_n| < r^n \)
met
\( 0<r<1 \)
Definitie Cauchy:

Verborgen inhoud
A sequence of real numbers is called Cauchy, if for every positive real number epsilon, there is a positive integer N such that for all natural numbers m, n > N |x_m - x_n| < epsilon.


Mijn uitwerking:

Neem m,n>N dan volgt met m>n z.v.v.a.:
\(|A_m-A_n| \leq |A_m - A_{m-1}| + |A_{m-1} - A_{m-2}| + ... + |A_{n-1} -A_n|<...< r^{m-1} + r^{m-2}+ ... + r^n < (m-n)r^n <(m-n)r^N \)
en hoe nu verder?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 368

Re: Cauchyrij

dirkwb schreef:Bewijs dat de rij A(n) Cauchy is als hij de volgende eigenschap heeft:
\(|A_{n+1 }- A_n| < r^n \)
met
\( 0<r<1 \)
Mijn uitwerking:

Neem m,n>N dan volgt met m>n z.v.v.a.:
\(|A_m-A_n| \leq |A_m - A_{m-1}| + |A_{m-1} - A_{m-2}| + ... + |A_{n-1} -A_n|<...< r^{m-1} + r^{m-2}+ ... + r^n < (m-n)r^n <(m-n)r^N \)
en hoe nu verder?
----------------------------------------------

wat dacht je van

daar r tussen 0 en 1 ligt is
\( \lim_{n \to \infty} r^n = 0 \)
Dus
\( \forall \epsilon \; \exists N : \; n>N \Rightarrow r^n < \epsilon \)
Dus
\( \forall \epsilon \; \exists N : \; n>N \Rightarrow |A_{n+1 }- A_n| < \epsilon \)
en dan iets toepassen zoals je hierboven reeds geschreven hebt
Het eindig getal π verenigt het eindige met het transcendente.

De eindige cirkel bereikt het oneindige in zijn isotrope punten.

Berichten: 4.246

Re: Cauchyrij

Ik denk dat ik het heb:
\(|A_m-A_n| \leq |A_m - A_{m-1}| + |A_{m-1} - A_{m-2}| + ... + |A_{n-1} -A_n|<...< r^{m-1} + r^{m-2}+ ... + r^n < \frac{1}{1-r} < \frac{N}{1-r}\)
Kies
\( \epsilon = \frac{1-r}{N}\)
Is dit correct?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 368

Re: Cauchyrij

dirkwb schreef:Ik denk dat ik het heb:

Kies
\( \epsilon = \frac{1-r}{N}\)
Is dit correct?
Ik zie geen fout

mooi gevonden !

maar de voorwaarde voor cauchy rij zegt

met elke epsilon corresponeert een N zodat ...

Dus zou ik dat laatste anders formuleren :

Er is aangetoond dat voor elke epsilon een gepaste N = (1-r)/epsilon bestaat zodat ...
Het eindig getal π verenigt het eindige met het transcendente.

De eindige cirkel bereikt het oneindige in zijn isotrope punten.

Gebruikersavatar
Berichten: 368

Re: Cauchyrij

\(|A_m-A_n| \leq |A_m - A_{m-1}| + |A_{m-1} - A_{m-2}| + ... + |A_{n-1} -A_n|<...< r^{m-1} + r^{m-2}+ ... + r^n < \frac{1}{1-r} < \frac{N}{1-r}\)
Het lijkt allemaal juist maar ik heb er een raar gevoel bij.

Bij de vroegere redeneringen die al gemaakt heb in die aard was de keuze van N niet willekeurig.

In dit probleem moet naar mijn gevoel N afhankelijk zijn van iets.

In in het bovenstaande kan die N op het einde van de uitdrukking hierboven willekeurig groot. gekozen worden.

Ik vind dat zo raar.

jawel

| A_m - A_n| < 1/(1-r)

en r is vast

en

| A_m - A_n| moet kleiner kunnen worden dan een willekeurige epsilon ( met m,n > N)

Ik zou intuitief zeggen dat die N dan niet willekeurig groot kan gekozen worden..

Ik weet dus niet met zekerheid of jouw redenering juist is. Maar ik vind geen fout.
Het eindig getal π verenigt het eindige met het transcendente.

De eindige cirkel bereikt het oneindige in zijn isotrope punten.

Gebruikersavatar
Berichten: 368

Re: Cauchyrij

Ik zal tonen met een zeer eenvoudig gelijkaardig voorbeeld dat er toch ergens een fout moet zitten

in jouw redenering

Zij n een natuurlijk getal > 0

volgende uitspraak is waar
\( \forall \epsilon \; \; \exists N : \; n>N \Rightarrow \frac{1}{n+3} < \epsilon \)
Ik bewijs die uitspraak met jouw methode



1/(n+3) < 1/2 < N/2

kies epsilon < N/2

Nu hebben we de indruk dat alles klopt.

Maar maken we de proef

neem bijvoorbeeld epsilon = 0.1

dan moet N > 2. 0.1

neem N= 3

dan zou het volgende moeten gelden



n>3 => 1/(n+3) < 0.1

en dat klopt niet !!!!
Het eindig getal π verenigt het eindige met het transcendente.

De eindige cirkel bereikt het oneindige in zijn isotrope punten.

Gebruikersavatar
Berichten: 368

Re: Cauchyrij

Na een beetje veel zoeken, denk ik een bewijs gevonden te hebben.

Graag je mening en opmerkingen erover



Opgave :

Als voor alle n
\(|A_{n+1 }- A_n| < r^n \)
met 0<r<1 ,

dan moet er voor elke epsilon moet een N bestaan zo dat

Voor alle m > n > N geldt |A_m - A_n| < epsilon (*)

Bewijs

----------------

Nu werd hierboven in een bericht reeds aangetoond dat
\( |A_m - A_n| < r^{m-1} + r^{m-2}+ ... + r^n \)


dus
\( |A_m - A_n| < r^n ( 1+ r + \ldots + r^{m-n} ) \)
\( |A_m - A_n| < r^n ( 1+ r + \ldots )\)
\( |A_m - A_n| < \frac{r^n}{1-r} \)
voor alle m > n

---------------------

We hernemen de uitdrukking (*) en vervangen ze voortdurend door een VOLDOENDE voorwaarde.

Let op de omgekeerde pijlen.
\( \forall m > n > N : |A_m - A_n| < \epsilon \)
<=
\( \forall n > N : \frac{r^n}{1-r} < \epsilon \)
<=
\( \forall n > N : r^n < \epsilon .(1-r) \)
<=
\( \forall n > N : n \ln ( r ) < \ln( \epsilon .(1-r)) \)
<=
\( \forall n > N : n > \frac {\ln( \epsilon .(1-r)) }{ \ln ( r )} \)
Kies nu een willekeurige
\( \epsilon\)
en neem nu
\( N > \frac {ln( \epsilon .(1-r)) }{ \ln ( r )} \)
We zien nu dat N van n afhangt, en bovendien moet m> n

En nu zal
\( \forall n > N : n > \frac {ln( \epsilon .(1-r)) }{ \ln ( r )} \)
en we kunnen met de omgekeerde pijlen naar boven opklimmen.

en zal zeker voor alle epsilon een N bestaan zodat
\( \forall m > n > N : |A_m - A_n| < \epsilon \)
Het eindig getal π verenigt het eindige met het transcendente.

De eindige cirkel bereikt het oneindige in zijn isotrope punten.

Gebruikersavatar
Berichten: 368

Re: Cauchyrij

dirkwb schreef:Ik denk dat ik het heb:
\(|A_m-A_n| \leq |A_m - A_{m-1}| + |A_{m-1} - A_{m-2}| + ... + |A_{n-1} -A_n|<...< r^{m-1} + r^{m-2}+ ... + r^n < \frac{1}{1-r} < \frac{N}{1-r}\)
Kies
\( \epsilon = \frac{1-r}{N}\)
Is dit correct?
na een nachtje slapen ...

Ik heb de fout nu toch gevonden denk ik

Bij bovenstaande keuze van epsilon hebben we

dan
\(|A_m-A_n| < 1 / \epsilon \)
en dan is

|A_m-A_n| NIET kleiner dan een willekeurig getal

maar dan is

|A_m-A_n| kleiner dan een groot getal 1/epsilon

en dat is niet de bedoeling

------------------------------------------

Ik denk wel dat mijn voorgaande bericht een goed bewijs bevat van het probleem
Het eindig getal π verenigt het eindige met het transcendente.

De eindige cirkel bereikt het oneindige in zijn isotrope punten.

Berichten: 4.246

Re: Cauchyrij

Fernand schreef:Bij bovenstaande keuze van epsilon hebben we

dan
\(|A_m-A_n| < 1 / \epsilon \)
en dan is

|A_m-A_n| NIET kleiner dan een willekeurig getal

maar dan is

|A_m-A_n| kleiner dan een groot getal 1/epsilon
Je hebt gelijk vermoed ik, je mag niet zomaar met N vermenigvuldigen. Jouw bewijs is inderdaad correct.
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 368

Re: Cauchyrij

dirkwb schreef:Je hebt gelijk dan kies ik:
\( \epsilon = \frac{N}{1-r}\)
en dat gaat niet want epsilon moet je willekeurig klein kunnen kiezen en die keuze :
\( \epsilon = \frac{N}{1-r}\)
is naar beneden begrensd door 1/(1-r)
Het eindig getal π verenigt het eindige met het transcendente.

De eindige cirkel bereikt het oneindige in zijn isotrope punten.

Reageer