Cauchyrij

Moderators: dirkwb, Xilvo

Berichten: 4.246

Cauchyrij

Gegeven een rij
\({a_n}\)
met
\(|a_{n+1}-a_n| \leq \frac{1}{2}| a_n-a_{n-1}|\)
.

Bewijs dat
\(a_n\)
Cauchy is.

Ik weet dat:
\(|a_n-a_m| \leq \sum_{k=n}^m \left( \frac{1}{2} \right)^k |a_2-a_1|\)
Hoe nu verder?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Cauchyrij

Die |a_2-a_1| is constant en kan buiten de som; de som zelf is convergent (je kan de som bepalen) en willekeurig klein te krijgen.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 150

Re: Cauchyrij

Klopt de volgende afleiding:
\( \displaystye \sum_{k=n}^{m}\left(\frac{1}{2}\right)^k |a_{2}-a_{1}| \)
Omdat:
\( |a_{n}-a_{n-1}| \leq \left(\frac{1}{2}\right)^{n-2}|a_{2}-a{1}|\)
, dus geldt:
\(|a_{n}-a_{m}| \leq \left\{\left(\frac{1}{2}\right)^{n-2} + \ldots + \left(\frac{1}{2}\right)^{m-1}\right\}|a_{2}-a_{1}| = \displaystye \sum_{k=n}^{m-1}\left(\frac{1}{2}\right)^k |a_{2}-a_{1}| \leq \displaystye \sum_{k=n}^{m}\left(\frac{1}{2}\right)^k |a_{2}-a_{1}|\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Cauchyrij

Werkwijze ziet er oké uit, maar ik heb niet nagerekend of de machten overal kloppen (n-1 ipv n-2, dat soort dingen).
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 4.246

Re: Cauchyrij

Die |a_2-a_1| is constant en kan buiten de som; de som zelf is convergent (je kan de som bepalen) en willekeurig klein te krijgen.
\(|a_n-a_m| \leq \sum_{k=n}^m \left( \frac{1}{2} \right)^k |a_2-a_1| \leq \sum_{k=0}^{\infty} \frac{1}{2}^k |a_2-a_1| = 2|a_2-a_1| \)


dus kies
\( \epsilon = 2 |a_2 - a_1 | \)
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 3.751

Re: Cauchyrij

dirkwb schreef:
\(|a_n-a_m| \leq \sum_{k=n}^m \left( \frac{1}{2} \right)^k |a_2-a_1| \leq \sum_{k=0}^{\infty} \frac{1}{2}^k |a_2-a_1| = 2|a_2-a_1| \)


dus kies
\( \epsilon = 2 |a_2 - a_1 | \)
neen, dat kan niet. epsilon is een willekeurig strikt positief getal. Maar gebruik in de plaats daarvan eens
\(|a_n-a_m| \leq \sum_{k=n}^m \left( \frac{1}{2} \right)^k |a_2-a_1| \leq \left( \frac{1}{2} \right)^n\sum_{k=0}^{\infty} \frac{1}{2}^k |a_2-a_1| = \left( \frac{1}{2} \right)^{n-1}|a_2-a_1| \)
.

Berichten: 4.246

Re: Cauchyrij

eendavid schreef:neen, dat kan niet. epsilon is een willekeurig strikt positief getal. Maar gebruik in de plaats daarvan eens
\(|a_n-a_m| \leq \sum_{k=n}^m \left( \frac{1}{2} \right)^k |a_2-a_1| \leq \left( \frac{1}{2} \right)^n\sum_{k=0}^{\infty} \frac{1}{2}^k |a_2-a_1| = \left( \frac{1}{2} \right)^{n-1}|a_2-a_1| \)
.
Ik zie niet in waarom jouw antwoord beter is...
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Cauchyrij

Je hebt epsilon niet te "kiezen"; je moet tonen dat voor elke ("gegeven") epsilon, je een N kunt vinden zodat voor n,m>N geldt dat... <epsilon.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.751

Re: Cauchyrij

We moeten tonen dat voor elke
\(\epsilon > 0\)
er een N bestaat zodat
\(|a_n-a_m|<\epsilon\)
,
\(\forall n,m > N\)
. Je kan dus onmogelijk je epsilon kiezen (er staat immers: 'voor elke'), je moet een N kiezen gegeven een epsilon.

Kies N zó dat
\(N>1+\frac{\ln\left(\frac{|a_1-a_2|}{\epsilon}\right)}{\ln(2)}\)
.

Toon nu aan dat
\(|a_n-a_m|<\epsilon\)
. Hierbij kan je post #6 gebruiken.

Berichten: 4.246

Re: Cauchyrij

Je hebt epsilon niet te "kiezen"; je moet tonen dat voor elke ("gegeven") epsilon, je een N kunt vinden zodat voor n,m>N geldt dat... <epsilon.
We moeten tonen dat voor elke
\(\epsilon > 0\)
er een N bestaat zodat
\(|a_n-a_m|<\epsilon\)
,
\(\forall n,m > N\)
. Je kan dus onmogelijk je epsilon kiezen (er staat immers: 'voor elke'), je moet een N kiezen gegeven een epsilon.
Inderdaad jullie hebben gelijk.
Kies N zó dat
\(N>1+\frac{\ln\left(\frac{|a_1-a_2|}{\epsilon}\right)}{\ln(2)}\)
.

Toon nu aan dat
\(|a_n-a_m|<\epsilon\)
. Hierbij kan je post #6 gebruiken.
Dus in principe wil je altijd een n laten staan zodat grote N kan kiezen?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 3.751

Re: Cauchyrij

Dus in principe wil je altijd een n laten staan zodat grote N kan kiezen?
De strategie voor je bewijs moet inderdaad de intuïtie die TD reeds aanbracht vertolken. Als n en m voldoende groot zijn, moet het rechterlid van je ongelijkheid voldoende klein worden. Zodra je de afschatting zo hebt herschreven komt alles in orde.

Berichten: 4.246

Re: Cauchyrij

eendavid schreef:neen, dat kan niet. epsilon is een willekeurig strikt positief getal. Maar gebruik in de plaats daarvan eens
\(|a_n-a_m| \leq \sum_{k=n}^m \left( \frac{1}{2} \right)^k |a_2-a_1| \leq \left( \frac{1}{2} \right)^n\sum_{k=0}^{\infty} \frac{1}{2}^k |a_2-a_1| = \left( \frac{1}{2} \right)^{n-1}|a_2-a_1| \)
.
Ik volg de laatste twee stappen niet wat gebeurt daar?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Cauchyrij

Die som is 2, dus er valt een factor 1/2 weg.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 7.556

Re: Cauchyrij

Die som is 2
Er ontbreekt daar overigens een haakje:
\(\sum_{k=0}^\infty \left(\frac{1}{2}\right)^k=2\)
Never express yourself more clearly than you think.

- Niels Bohr -

Berichten: 4.246

Re: Cauchyrij

Die som is 2, dus er valt een factor 1/2 weg.
nee, ik bedoel die twee sommen hij haalt een (1/2)^n erbij hoe komt hij eraan?
Quitters never win and winners never quit.

Reageer