+2 Daumen
1,1k Aufrufe

Aufgabe:

\( \sum \limits_{n=0}^{\infty}\left(\mathrm{e}-\sum \limits_{k=0}^{n}\left(\frac{1}{k !}\right)\right) \)


Problem/Ansatz:

Der Grenzwert ist 1, soweit bin ich schon, aber wie weise ich Konvergenz nach, das Quotientenkriterium kann ich hier ja nicht anwenden.

Neue Version:

Wisst ihr ob ich das ausklammern kann verstehe nicht wie ich voran gehen kann. Aber meine Behauptung ist es konvergiert gegen 0.

Avatar von
Der Grenzwert ist 1, soweit bin ich schon

Wenn du das schon gezeigt hast, dann ist die doch Konvergenz klar.

Wie hast du das gezeigt?

Ich hab es bei Maple eingegeben und für n = 100 und n = 200 berechnen lassen. Sollte also passen.

Wie kann 1 der Grenzwert sein? Der erste Summand ist doch schon e-1>1 und alle Summanden sind positiv?

Jetzt wo du es sagst, sehe ich das auch. Die innere Reihe konvergiert gegen e, soviel ist klar, aber ich weiß ich nicht, wie ich zum Beweis der Konvergenz ansetzen soll, da ich ja nicht die Konvergenz der Folge für an+1/an zeigen kann.

Im Übrigen hab ich noch einmal nachgerechnet, bzw. nachrechnen lassen, als Grenzwert bekomme ich: e - 1, sorry wegen der falschen Angabe in der ersten Post.

Die korrekte Lösung sieht wie folgt aus:

$$ sum(exp(1) - exp(1)*GAMMA(n + 1, 1)/GAMMA(n + 1), n = 0 .. infinity) $$

Mit der Eulerschen Gammafunktion kann ich allerdings nicht so wirklich viel anfangen, da sollte schon irgendein Wert rauskommen.

e-1 kann auch nicht sein, denn das ist wie gesagt bereits der erste Summand. Vermutlich ist e der Grenzwert.

Ja, du hast recht. Ich verzweifelt hier dran, werde das morgen noch einmal in Ruhe durchrechnen. Allerdings will ich das auch lösen, muss ja irgendwie gehen. Deswegen wäre ich schön für einen Hinweis, sprich "Schubs in die richtige Richtung" dankbar.

2 Antworten

+2 Daumen
 
Beste Antwort

\( \lim\limits_{x\to\infty} \) \( \sum\limits_{n=0}^{x}{(e-\sum\limits_{k=0}^{n}{1/k!})} \)

= \( \lim\limits_{x\to\infty} \) [(x+1)e - \( \sum\limits_{n=0}^{x}{} \) \( \sum\limits_{k=0}^{n}{1/k!} \) ] = *

Nebenrechn: ΣΣ + x*1/x! + (x-1)*1/(x-1)! + ...2*1/2! + 1*1/1! = (x+1) \( \sum\limits_{k=0}^{x}{1/k!} \)  durch Umsort.

                      ΣΣ = (x+1) \( \sum\limits_{k=0}^{x}{1/k!} \) - \( \sum\limits_{k=0}^{x-1}{1/k!} \)

weiter: * = \( \lim\limits_{x\to\infty} \) [(x+1)e - (x+1) \( \sum\limits_{k=0}^{x}{1/k!} \) + \( \sum\limits_{k=0}^{x-1}{1/k!} \) ]

=  \( \lim\limits_{x\to\infty} \) [(x+1)(e -  \( \sum\limits_{k=0}^{x}{1/k!} \))  + \( \sum\limits_{k=0}^{x-1}{1/k!} \) ]

= 0 + e  *)

*) wieso 0:

[(x+1)(e -  \( \sum\limits_{k=0}^{x}{1/k!} \)) ]

= [(x+1)( \( \sum\limits_{k=0}^{\infty}{1/k!} \) -  \( \sum\limits_{k=0}^{x}{1/k!} \)) ]

= [(x+1)( \( \sum\limits_{k=x+1}^{\infty}{1/k!} \) ) ]

= [( \( \sum\limits_{k=x+1}^{\infty}{(x+1)/k!} \) ) ]

= [1/x! +  (x+1)/(x+2)! +  (x+1)/(x+3)! +  (x+1)/(x+4)! ... ]

= [1/x! +  (x+1)/ (x+1)!(x+2) +  (x+1)/ (x+2)!(x+3)! +  (x+1)/ (x+3)!(x+4) ... ]

< [1/x! +  (x+1)/ (x+1)!(x+1) +  (x+1)/ (x+2)!(x+1) +  (x+1)/ (x+3)!(x+1) ... ]

= [1/x! +  1/ (x+1)! +  1/ (x+2)! +  1/ (x+3)!  ... ]

= Restglied Taylor → 0



ΣΣ = 1/0! 1/0! 1/0! ...  ...1/0!      1/0!

                1/1! 1/1!...      1/1!      1/1!      

                        1/2! ...    1/2!       1/2!       

                                      1/3!       1/3!       


                                      1/(x-1)! 1/(x-1)!

                                                   1/x!


ΣΣ = 1/0! 1/0! 1/0! ...  ...1/0!      1/0!        hier unten drunter = Ergänzung

                1/1! 1/1!...      1/1!      1/1!        1/1!

                        1/2! ...    1/2!      1/2!        1/2! 1/2!

                                                   1/3!        1/3! 1/3! 1/3!


                                                                 1/(x-1)!   ...

                                                  1/x!          1/x!            ...                 1/x!

Jetzt die Diagonalen zusammenzählen!

                                         

Avatar von 4,3 k

jetzt deutlicher?

Ja, auf jeden Fall, danke für die Hilfe. Muss ich aber, wie oben schon geschrieben morgen noch einmal in Ruhe selber durchrechnen, um die Schritte wirklich nachvollziehen zu können. Zu meiner Schande muss ich zugeben, alleine hätte ich das so nicht hinbekommen.

+1 Daumen

Hallo

 forme die hintere Summe zu e-\( \sum\limits_{k=n+1}^{\infty}{1/k!} \) um.

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community