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Guten Tag

Analysis Klausur 22.01.2013 Aufgabe 4.png

Wie würde dafür die Lösung aussehen ? Gerne auch mit Rechenwegen wenn es geht.

Ich komme mit Partialsummen und Summenwerten nämlich noch nicht so ganz auf einen Nenner..


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eine Partialsummenfolge ist einfach eine Folge von Summanden, die aufaddiert werden. Man schreibt eine Partialsumme kurz als $$ s_n. $$ Du addierst also die ersten n Summanden auf. Der Summand besteht aus einem beliebigem Bildungsgesetz $$ a_n .$$

Die Partialsumme davon sähe ausgeschrieben dann so aus:

$$ s_n =a_1+a_2+...+a_n. $$

Nun kann aber so eine Summe sehr lang werden. Das kann somit zeitaufwendig sein jedesmal diese Summe neu zu berechnen, weshalb man auch immer versucht eine Summenformel für die Summanden zu finden. Und um das schön kurz zu schreiben, führt man ein neues Symbol ein, das Sigmazeichen.

$$ s_n=\sum_{k=0}^n a_k $$

k ist hierbei die Laufindex, also welcher k-te Summand gerade angesprochen wird und n steht oben als Obergrenze.


Nun zu deiner Problemstellung. Betrachte doch einfach mal die ersten 8 Summanden und addiere beginnend vom ersten immer den nächsten k-ten auf. Dann sollte man eine Regelmäßigkeit erkennen, also

$$ s_1=\frac{1}{1(1+1)}=\frac{1}{2}\\s_2=\frac{1}{1(1+1)}+\frac{1}{2(2+1)}=\frac{1}{2}+\frac{1}{6}=\frac{2}{3} $$

Wenn du dann der Meinung bist die Summenformel gefunden zu haben, musst du sie beweisen, per vollständiger Induktion.

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Schonmal vielen Dank für diese ausführliche Antwort.

Ich bin jetzt bei $$S_n=\sum_{n=1}^{\infty}\frac{n}{n+1}$$

Stimmt das so ?

Muss ich dann immer Sn gegen unendlich laufen lassen, um den Summenwert zu ermitteln ?

Nein, das stimmt nicht. $$ s_n $$ bedeutet, dass du nur bis zum n-ten Summanden aufaddierst. Aber rechts hinterm Gleichheitszeichen ist die Obergrenze fürs aufaddieren +∞. Das will man aber nicht, sondern nur bis zum n-ten Summanden. Außerdem stimmt der Ausdruck im Summanden nicht, denn dass ist gerade die SUMMENFORMEL für deine Partialsummenfolge s_n. Es muss richtig so heißen:

$$ s_n=\sum_{k=1}^n \frac{1}{k\cdot (k+1)}=\frac{n}{n+1}. $$

$$  a_k=\frac{1}{k\cdot (k+1)} $$ ist hierbei deine Folge für die Summanden.


Später interessiert dich dann auch der Grenzwert deiner Summe, wo dann +∞ in der Summe vorherrscht.

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1/(i(i+1))= 1/i -1/(i+1)

Das ist also eine Teleskopsumme!

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