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Ich soll mithilfe vom Sandwichkriterium und die Potenzgesetze den Folgenden Grenzwert Berechnen.

\( \lim\limits_{n\to\infty} \) (\( \sqrt[n]{n} \) - 1)^n

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habs geschafft:

\( \lim\limits_{n\to\infty} \)  (\( \sqrt[n]{n} \) - 1)^n = (1 - 1)^n = 0

Und wie hast du das gemacht?

Ich habe nicht beachtet was mir gegeben war:

\( \lim\limits_{n\to\infty} \) (\( \sqrt[n]{n} \) ) = 1

mit dem wissen war das sehr einfach.

Dein Argument ist leider falsch.
Gemäß dem Wissen, dass \(1/n\rightarrow 0\) gilt,
würdest du dann ja auch folgendermaßen schließen

\(\lim_{n\rightarrow\infty}(1+1/n)^n=\lim(1+\lim(1/n))^n=\lim(1+0)^n=1\)

Es kommt aber \(e\) heraus!

oh okay, jetzt bin ich verwirrt

Das ist gut ;-) Dann hilft dir nur intensives Nachdenken ....
vor allem darüber, wo in deinem Argument der formale Fehler
steckt.

Dein Argument ist leider falsch.

Der Satz macht nur Sinn, wenn man eine Argumentation hinter  \( \lim\limits_{n\to\infty} \)  (\( \sqrt[n]{n} \)  - 1)^n = (1 - 1)^n = 0   vermutet. Formal ist das nämlich (zufällig) richtig.

Die falsche "Argumentation" hat der Fragesteller doch nachgereicht.
Möchtest du ihn nun weiter verwirren???

habs jetzt versucht, aber jetzt hab ich den Faden leider verloren..

Tipp:

Zeige, dass \(\sqrt[n]{n}<\frac{3}{2}\) ist für \(n\geq 2\);

denn dann weißt du, dass \((\sqrt[n]{n}-1)^n\lt (1/2)^n\) ist.

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Aloha :)

Hier hilft uns der binomische Lehrsatz weiter:
$$\left(1+\sqrt{\frac{2}{n}}\right)^n=\sum\limits_{k=0}^n\binom{n}{k}\cdot1^{n-k}\cdot\left(\sqrt{\frac{2}{n}}\right)^k=\sum\limits_{k=0}^n\binom{n}{k}\cdot\left(\sqrt{\frac{2}{n}}\right)^k$$

Für \(n\ge2\) können wir aus der Summe die Summanden mit \(k=0\) und \(k=2\) auswählen:$$\left(1+\sqrt{\frac{2}{n}}\right)^n\ge\binom{n}{0}\left(\sqrt{\frac{2}{n}}\right)^0+\binom{n}{2}\left(\sqrt{\frac{2}{n}}\right)^2=1+\frac{\cancel n\cdot(n-1)}{\cancel 2}\cdot\frac{\cancel 2}{\cancel n}=n$$

Auf beiden Seiten die \(n\)-te Wurzel gezogen liefert:$$1+\sqrt{\frac{2}{n}}\ge\sqrt[n]{n}\quad\text{bzw.}\quad\sqrt[n]{n}-1\le\sqrt{\frac{2}{n}}$$

Für \(n\ge8\) gilt daher:$$\sqrt[n]{n}-1\le\sqrt{\frac28}=\frac12$$

Damit können wir den Ausdruck abschätzen:$$0\le\left(\sqrt[n]{n}-1\right)^n\le\frac{1}{2^n}\quad;\quad n\ge8$$

Avatar von 152 k 🚀

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