Miten todistat, että sekvenssi {2 ^ -n} konvergoituu n = 1: stä äärettömään käyttämällä lähentymisen määritelmää?

Miten todistat, että sekvenssi {2 ^ -n} konvergoituu n = 1: stä äärettömään käyttämällä lähentymisen määritelmää?
Anonim

Vastaus:

Käytä eksponentiaalisen funktion ominaisuuksia N: n määrittämiseksi, kuten # | 2 ^ (- n) -2 ^ (- m) | <epsilon # jokaiselle # m, n> N #

Selitys:

Lähentymisen määritelmässä todetaan, että # {A_n} # yhtyy, jos:

#AA epsilon> 0 "" EE N: AA m, n> N "" | a_n-a_m | <epsilon #

Niin, annetaan #epsilon> 0 # ottaa #N> log_2 (1 / epsilon) # ja # m, n> N # kanssa #m <n #

Kuten #m <n #, # (2 ^ (- m) - 2 ^ (- n))> 0 # niin # | 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) | = 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) #

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) = 2 ^ (- m) (1- 2 ^ (m-n)) #

Nyt kuin # 2 ^ x # on aina positiivinen, # (1- 2 ^ (m-n)) <1 #, niin

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) <2 ^ (- m) #

Ja kuten # 2 ^ (- x): # on supistumassa ja #m> N> log_2 (1 / epsilon) #

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) <2 ^ (- m) <2 ^ (- N) <2 ^ (- log_2 (1 / epsilon) #

Mutta:

# 2 ^ (- log_2 (1 / epsilon)) = 2 ^ (log_2 (epsilon)) = epsilon #

Niin:

# | 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) | <epsilon #

M.o.t.