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Aufgabe:

gegeben sei die Menge

$$D=\{(1+\frac{1}{2n})^n | n \in \mathbb{N}\}$$


1. Zeige dass folgende Aussage für alle $$n \in \mathbb{N}$$ gilt:

$$(1+\frac{1}{2n})^n = (1- \frac{1}{2n+1})^{-n}$$


2. Zeige, dass 3/2 das Minimum von D ist

3. Zeige, dass 2 eine obere Schranke von D ist


Problem/Ansatz:

Muss ich die 1 mit Induktion machen?

zu 2 und 3 habe ich keine Ahnung

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Aloha :)

Gegeben ist die Menge:$$D\coloneqq\left\{d_n\coloneqq\left(1+\frac{1}{2n}\right)^n\;\bigg|\;n\in\mathbb N\right\}$$

zu 1) Umformung des Ausdrucks

$$d_n=\left(1+\frac{1}{2n}\right)^n=\left(\frac{2n}{2n}+\frac{1}{2n}\right)^n=\left(\frac{2n+1}{2n}\right)^n=\left(\frac{2n}{2n+1}\right)^{-n}=\left(\frac{2n+1-1}{2n+1}\right)^{-n}$$$$\phantom{d_n}=\left(\frac{2n+1}{2n+1}-\frac{1}{2n+1}\right)^{-n}=\left(1-\frac{1}{2n+1}\right)^{-n}$$

zu 2) Minimum von \(D\) bestimmen

Gemäß der Bernoulli-Ungleichung \((1+x)^n\ge1+nx\) mit \(x\ge-1\) und \(n\in\mathbb N_0\) gilt:$$d_n=\left(1+\frac{1}{2n}\right)^n\ge1+n\cdot\frac{1}{2n}=1+\frac12=\frac32$$Der Wert \(\frac32\) ist nicht nur eine untere Schranke, sondern wird für \(n=1\) sogar angenommen. Also ist \(\frac32\) das Minimum der Menge \(D\).

zu 3) Obere Schranke von \(D\) prüfen

Die Folge \(a_n\coloneqq\left(1+\frac xn\right)^n\) ist bekannt. Sie ist streng monoton wachsend und ihr Grenzwert ist \(e^x\). Daher ist:$$d_n=\left(1+\frac{1}{2n}\right)^n=\left(1+\frac{\frac12}{n}\right)^n<\lim\limits_{n\to\infty}\left(1+\frac{\frac12}{n}\right)^n=e^\frac12=\sqrt e<2$$

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Hallo

 1 nur einfach ausrechnen , auf den Hauptnenner bringen .

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

Hallo lul, danke für den Tipp mit dem Hauptnenner, ich habe es hinbekommen.


Weiß noch jemand was zur 2 oder 3?

2..  zeige die Folge steigt mit n deshalb n=1 das min

3. Induktion  oder verwende 1 verändert  aber als Ungleichung.

lul

Aber das Maximum ist doch 3/2 und nicht 1?


Die 3 verstehe ich nicht wie ich da Induktion machen soll für eine obere Schranke rauszubekommen

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1+1/(2n) = [(1+1/(2n))^2n]^(1 /2)

-> lim = e^(1/2)

2. Setze n= 1

3. Der lim ist √e = 1,647.... <2

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