Transcript Document
LIMITE IN ZVEZNOST REKURZIVNA ZAPOREDJA REKURZIVNA ZAPOREDJA x0 a x0 1 xn 1 f ( xn ), n 0,1, 2, 3,... xn xn 1 0.5 (aritmetično zaporedje) x0 1 x n 1.25 x n 1 (geometrično zaporedje) x0 0.6 xn 17 xn 1 xn 1 1 6 6 xn 1 4 2 x0 0.2 MATEMATIKA 1 xn 2 xn 1 1 LIMITE IN ZVEZNOST x0 a REKURZIVNA ZAPOREDJA xn 1 f ( xn ), n 0,1, 2, 3,... Privzemimo, da je f zvezna. Če zaporedje konvergira, potem za x lim xn velja n x lim f ( xn 1 ) f (lim xn 1 ) f ( x) n n Edine možne limite rekurzivnega zaporedja so rešitve enačbe f(x)=x. Točka x je negibna točka preslikave f, če velja f(x)=x. Negibne točke f so edini kandidati za limite rekurzivnega zaporedja, določenega z f. Ali zaporedje konvergira in katera negibna točka je limita, je odvisno od začetnega člena. MATEMATIKA 1 2 LIMITE IN ZVEZNOST REKURZIVNA ZAPOREDJA Obstoj limite: grafično xn 1 4 2 x0 0.5 xn x 4 2 x 2 xn 1 2x x 4 2 2 x 2 2x yx n xn 0 1 2 3 4 5 … 0.50 4.25 2.59 2.07 2.00 2.00 … 2 y 2x 2.07 0.50 MATEMATIKA 1 x 4 2.59 4.25 2 3 LIMITE IN ZVEZNOST REKURZIVNA ZAPOREDJA Obstoj limite: analitično Če za primeren k 1 velja | f ( x ) f ( x ) | k | x - x | za vse x, x I , potem pravimo, da je funkcija f skrčitev na intervalu I , Privzemimo, da je f skrčitev na intervalu I okoli negibne točke x. xn I | x x n 1 || f ( x ) f ( x n ) | k | x x n | | x xn m | k m | x xn | lim x n x n Za takšno negibno točko pravimo, da je privlačna negibna točka (atraktor). Rekurzivno zaporedje, ki se približa privlačni negibni točki, proti tej točki tudi konvergira. | f ( x ) | 1 MATEMATIKA 1 x je privlačna negibna točka. 4 LIMITE IN ZVEZNOST REKURZIVNA ZAPOREDJA x n ax n 1 (1 x n 1 ) a4 ( f ( x ) ax (1 x )) a 2.9 x a 1 a f ( x ) 2 a Negibna točka je privlačna, če graf funkcije poteka skozi senčeno območje. a 2, 2.9 privlačni negibni točki a4 MATEMATIKA 1 a2 odbojna negibna točka 5 LIMITE IN ZVEZNOST REKURZIVNA ZAPOREDJA Obnašanje zaporedja x 0 0.2, x n 1 a x n 1 x n za različne izbire parametra a : a 2.9 a2 a4 MATEMATIKA 1 6 LIMITE IN ZVEZNOST VRSTE VRSTE Ali je mogoče sešteti neskončno števil, npr. vse člene nekega zaporedja? x1 x2 x3 ... ? 1 1 32 16 1 8 1 2 1 2 1 4 1 8 1 16 1 ... 1 32 1 4 MATEMATIKA 1 7 LIMITE IN ZVEZNOST VRSTE x1 x2 x3 ... s1 x1 s2 x1 x2 s3 x1 x2 x3 ..... sn x1 x2 ... xn ..... zaporedje delnih vsot Vsoto vrste opredelimo kot limito zaporedja delnih vsot. x1 x2 x3 ... lim sn n MATEMATIKA 1 8 LIMITE IN ZVEZNOST VRSTE a aq aq ... aq 2 n 1 ... ? sn a aq aq ... aq 2 a 1 q 1 q lim a n 1 q ne obstaja n 1 2 1 6 1 12 1 ... 20 sn (1 1 2 )( 1 k ( k 1) ... ? n 1 a 1 q n 1 q za 1 q 1 za q ( 1,1) 1 k ( k 1) 1 k 1 k 1 1 1 1 1 1 1 1 ) ( ) ... 1 2 3 3 4 n n 1 n 1 lim 1 n MATEMATIKA 1 (geometrijska vrsta) 1 n 1 1 9 LIMITE IN ZVEZNOST VRSTE Harmonična vrsta 1 sn 1 1 1 2 1 3 1 4 1 2 1 5 1 6 1 7 1 2 1 1 1 ... 1 2 3 4 k 1 1 1 1 2 3 1 8 ... 4 1 n ... 9 1 16 1 2 ... ? n k 1 1 1 k ... 17 1 ... 32 1 2 Čeprav se sumandi manjšajo, je vsota neskončna! MATEMATIKA 1 10 LIMITE IN ZVEZNOST VRSTE VRSTE S POZITIVNIMI ČLENI (xn ≥ 0) Zaporedje delnih vsot je naraščajoče. Limito ima, ko je navzgor omejeno. Primerjalna kriterija za konvergenco vrst I. 0 xn yn y obstaja n 1 II. n xn obstaja C 0, (tj. členi obeh vrst so primerljivo veliki) yn y MATEMATIKA 1 n 1 0 xn , yn , in je lim 1 x n obstaja x n obstaja 1 11 LIMITE IN ZVEZNOST VRSTE q Geometrijska vrsta: konvergira za q 1 n 1 1 n Harmonična vrsta: konvergira za r 1 r 1 Vrsto lahko seštejemo, če gre splošni člen dovolj hitro proti 0. Hitrost konvergence ocenimo tako, da poiščemo primerljivo geometrijsko ali harmonično vrsto. n 1- n 1 ? 3 3 n 1 ( n 1) ( n 1) 3 n 1- n 1 3 3 n 1 3 Ker je r 3 2 MATEMATIKA 1 3 n 1 3 = 2 n 1 3 1, vsota obstaja. n 1 3 je primerljivo z 1 n 3 2 n 1- n 1 3.024 3 3 n 1 12 LIMITE IN ZVEZNOST VRSTE SPLOŠNE VRSTE | x n | obstaja 1 x n obstaja 1 Ogledamo si, kako se spreminjajo delne vsote: razlika med m-to in n-to delno vsoto je |xm+…+ xn|, kar je manj od |xm|+…+| xn|, kolikor je razlika delnih vsot vrste iz absolutnih vrednosti. Zato, če konvergira vrsta iz absolutnih vrednosti, konvergira tudi osnovna vrsta. ALTERNIRAJOČE VRSTE Kaj pa 1 1 2 1 3 1 ..., pri kateri prirejena vrsta iz absolutnih vrednosti divergira ? 4 x1 x2 x3 ... 0, lim xn 0 n za delne vsote velja : s2 s4 s6 ... s5 s3 s1 Razlika dveh zaporednih delnih vsot gre proti 0, zato po principu sendviča zaporedje delnih vsot konvergira. Razlika med delno in celotno vsoto je manjša od prvega člena, ki ga izpustimo. S x1 x2 x3 x4 ... MATEMATIKA 1 obstaja in | S sn | xn 1 13