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Hallo! Ich habe für mein Übungsblatt 2 Aufgaben zu lösen, und zwar:

1. wenn (an) konvergent, dann auch (a^2n)

2. wenn (a^2n) konvergent, dann auch (an)

Beweise oder Gegenbeispiel.

Für die erste Frage habe ich, zumindest denke ich das, eventuell einen brauchbaren Ansatz. Jedoch fehlt mir für die zweite Frage jegliche Idee. Hätte jemand eine Ahnung für die 2. Frage?

Anbei stelle ich meinen Lösungsvorschlag für die 1. Frage rein. Bitte um Korrektur/Verbesserung! Danke!IMG_2347.jpeg

Text erkannt:

Da \( \left(a_{n}\right) \) kanvergent, gilt
\( \begin{array}{l} \forall \varepsilon>0: \exists N \in N\left|:\left|n z N=\left|a_{n}-a\right|<\varepsilon\right.\right. \\ \lim \limits_{n \rightarrow \infty} a_{n}=a \end{array} \)

2u betrachten : ( \( a_{n}^{2} \) ) Loonvergent?
\( \left|a_{n}^{2}-a^{2}\right|=\left|a_{n}-a\right| \cdot\left|a_{n}+a\right| \)

Da(an) konvergent, gilt auch beschroinkt, d.h.
\( \left|a_{n}\right| \leq M, M>0 \)
daher gilt auch: \( \left|a_{n}+a\right|<u+|a| \)
d.h. \( \forall_{n} \geq N:\left|a_{n}^{2}-a^{2}\right|=\left|a_{n}-a\right| \cdot\left|a_{n}+a\right| \leq \varepsilon \cdot\left(M+\left|b_{1}\right|\right) \) daraus fogt. Ur>o: JNEN: \( \forall n z N: \)
\( \left|a_{n}^{2}-a^{2}\right|<\varepsilon \cdot(M+|a|) \)
also \( \operatorname{Lim} a_{n}^{2}=a^{2} \)
\( n \rightarrow \infty \)

Avatar vor von

Betrachte lieber mal die Folge mit a_n:=(-1)^n.

als Gegenbeispiel?

Was stellst Du denn fest bezüglich der Konvergenz von\( (a_n)\) und \((a_n^2)\)?

Was meinst du genau?

Ich meinte, ob für das von mir vorgeschlagene Beispiel Konvergenz vorliegt

Nein, das Beispiel ist nicht konvergent.

Und wie steht es mit \((a_n^2)\)? Ist diese Folge konvergent?

Nein natürlich nicht, aber muss ich bei einem Gegenbeispiel nicht eine Folge (a^2 n) finden, die konvergent ist, bei der dann die Folge (an) nicht konvergiert? (-1)^n ist nicht konvergent und das Quadrat ja ebenfalls nicht.

Ohje... wie lautet denn die quadrierte Folge?

Dann berechne doch bitte mal einige Glieder der Folge \([(-1)^n]^2\)

Ah, mein Fehler. Ich denke da leider immer zu kompliziert und denke man muss da etwas mit der Definition von Konvergenz beweisen. Danke für die Hilfe.

1 Antwort

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Beste Antwort

Idee für die Konstruktion eines Gegenbeispiels zu 2. \( \sum\limits_{n=0}^{\infty}{1/n^2} \) und \( \sum\limits_{n=0}^{\infty}{1/n} \).

Avatar vor von 123 k 🚀

Ist das also mit Reihen erlaubt? Weil ja Folgen steht.

Jede Reihe definiert ein Folge, nämlich die Teilsummenfolge.

Es geht nicht um Summen.

Die Teilsummenfolge passt aber nicht zur Aufgabenstellung.

Beste Antwort?

Also ist diese Lösung falsch?

Sowas von falsch, ja. Denn für die angegebenen Reihen gilt definitiv nicht \(S_n=(T_n)^2\) (wobei hier die Partialsummen gemeint sind).

Wenn

an = ∑ ...

ist dann nicht

(an)^2 = (∑ ...)^2

statt

(an)^2 = ∑ (...)^2

Ah verstehe, irgendwelche Ideen wie man das Beispiel 2. beweisen/widerlegen kann?

mathhilf hat doch schon alles gesagt. Schaffst Du es, sein einfaches Beispiel durchzurechnen?

Mathecoach, das ist natürlich richtig. Ich wollte auch nur die Richtung angeben in der das Gegenbeispiel gefunden werden kann. Inzwischen finde ich die Konstruktion eines Gegenbeispiels mit einer alternierenden Folge (siehe Kommentar von Mathhilf) wesentlich einfacher.

Muss ich bei einem Gegenbeispiel nicht zeigen, dass es eine konvergente Folge (a^2 n) und es daraus folgt, dass (an) nicht konvergent ist? Was hat das genau mit einer alternierenden Folge zu tun?

Du kennst die Aussage (die zu widerlegen ist), Du kennst die Folge. Wo ist das Problem?

Problem mit Aussagenlogik? \(\neg (A\implies B) \iff (A\land \neg B)\) vergessen?

Mein Fehler, danke. Hab mich selber verwirrt.

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