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Aufgabe:

Finde den Grenzwert folgender Folgen:

a) ((n-3)/(n+2))^(2n+5)

b) \( \sum\limits_{k=1}^{\infty}{1/\sqrt{n^2+k}} \)


Problem/Ansatz:

Der Grenzwert für

a) soll  e^-10 sein und für

b) 1

Allerdings verstehe ich den Lösungsweg nicht.

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Hallo,

b) würde ich noch einmal überprüfen. Die dort angegebenen Reihen divergieren.

Gruß Mathhilf

Habs nochmal überprüft, steht eindeutig als Lösung 1 da

Und die Reihe ist auch richtig zitiert? Vielleicht geht die Summe nur bis n?

ja die Reihe geht nur bis n ups xDD wusste nur nich wie ich das eingeben sollst upsi, kannst du mir vll nun helfen?

So:

\( \lim \limits_{n \rightarrow \infty}\left(\sum \limits_{k=1}^{n} \frac{1}{\sqrt{n^{2}+k}}\right)=1 \)

jaa genau und wieso ist das 1?

wieso ist das 1?

Gute Frage. Ich habe das nur mit Wolframalpha herausgefunden und hier reingestellt, damit die Aufgabe klar ist.

okay danke dir trotzdem:)

1 Antwort

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Beste Antwort

Aloha :)

a) Beim ersten Teil hilft uns der bekannte Grenzwert für \(e^x\) weiter:

$$a_n=\left(\frac{n-3}{n+2}\right)^{2n+5}=\left(\frac{n+2-5}{n+2}\right)^{2n+5}=\left(\frac{n+2}{n+2}-\frac{5}{n+2}\right)^{2n+5}$$$$\phantom{a_n}=\left(1-\frac{10}{2n+4}\right)^{2n+5}=\left(1-\frac{10}{2n+4}\right)^{2n+4}\cdot\left(1-\frac{10}{2n+4}\right)$$

Wegen \(\lim\limits_{k\to\infty}\left(1+\frac{x}{k}\right)^k=e^x\) ist:$$a=\lim\limits_{n\to\infty}a_n=\lim\limits_{k\to\infty}\left(\left(1-\frac{10}{k}\right)^{k}\cdot\left(1-\frac{10}{k}\right)\right)=e^{-10}\cdot1=\frac{1}{e^{10}}$$

b) Hier machen wir eine kleine Sandwich-Abschätzung:$$b_n=\sum\limits_{k=1}^n\frac{1}{\sqrt{n^2+k}}$$Ein Bruch wird kleiner, wenn wir seinen Nenner vergrößern und er wird größer, wenn wir seinen Nenner verkleinern:$$\sum\limits_{k=1}^n\frac{1}{\sqrt{n^2+n}}\le\sum\limits_{k=1}^n\frac{1}{\sqrt{n^2+k}}\le\sum\limits_{k=1}^n\frac{1}{\sqrt{n^2}}$$Wir erkennen nun, dass links und rechts \(n\)-mal derselbe Summand addiert wird:$$\frac{n}{\sqrt{n^2+n}}\le\sum\limits_{k=1}^n\frac{1}{\sqrt{n^2+k}}\le\frac{n}{\sqrt{n^2}}$$Wir kürzen links und rechts mit \(n\)$$\frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{n}}}\le\sum\limits_{k=1}^n\frac{1}{\sqrt{n^2+k}}\le1$$Damit ist:$$\lim\limits_{n\to\infty}\frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{n}}}\le\lim\limits_{n\to\infty}b_n\le1\quad\implies\quad 1\le\lim\limits_{n\to\infty}b_n\le1\quad\implies\quad\lim\limits_{n\to\infty}b_n=1$$

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