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Text erkannt:

b) Sei \( \left(x_{n}\right)_{n \in \mathbb{N}} \) eine Nullfolge mit \( x_{n} \geq-1 \) für alle \( n \in \mathbb{N} \). Zeigen Sie, dass die Folge \( \left(y_{n}\right)_{n \in \mathbb{N}} \) mit
\( y_{n}:=\sqrt{1+x_{n}} \)
konvergiert.
Hinweis: Formulieren Sie eine Vermutung für den Grenzwert und verwenden Sie die 3. Binomische Formel.

Aufgabe:

… Beweisen von Konvergenz von Folge mit eine andere Folge drin


Problem/Ansatz:

… Ich weiss nicht wie ich das beweisen muss, nämlich die Konwergenz von Folge y, wenn es eine andere folge darin gibt.

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Aloha :)

Wir betrachten die Folge$$y_n\coloneqq\sqrt{1+x_n}\quad;\quad (x_n)\to0\quad;\quad x_n\ge-1$$Von der darin auftauchenden Folge \((x_n)\) wissen wir nur, dass es eine Nullfolge ist. Daher vermuten wir, dass die Folge \((y_n)\) gegen \(y=1\) konvergiert.

Um die zu zeigen, betrachten wir:$$\left|y_n-y\right|=\left|y_n-1\right|=\left|\sqrt{1+x_n}-1\right|=\left|\frac{(\sqrt{1+x_n}-1)\cdot(\sqrt{1+x_n}+1)}{(\sqrt{1+x_n}+1)}\right|$$$$\phantom{\left|y_n-y\right|}=\left|\frac{(\sqrt{1+x_n})^2-1^2}{(\sqrt{1+x_n}+1)}\right|=\left|\frac{(1+x_n)-1}{(\sqrt{1+x_n}+1)}\right|=\left|\frac{x_n}{(\sqrt{1+x_n}+1)}\right|\le|x_n|$$Die letzte Abschätzung gilt, weil die Wurzel im Nenner stets \(\ge0\) ist, sodass wir durch Weglassen derselben den Nenner verkleinern.

Da \((x_n)\) eine Nullfolge ist, gibt es für jedes beliebig gewählte \(\varepsilon>0\) ein \(n_0\in\mathbb N\), sodass \(|x_n-0|<\varepsilon\) für alle \(n\ge n_0\) gilt. Für dasselbe \(\varepsilon\) und dasselbe \(n_0\) gilt nach der obigen Abschätzung aber auch:$$|y_n-1|\le|x_n|\le|x_n-0|<\varepsilon\quad\text{für }n\ge n_0$$Daher konvergiert \((y_n)\) gegen \(y=1\).

Avatar von 152 k 🚀

Danke viel, Ihre Lösungen sind sehr klar und Verständlich. Können Sie mir bitte mit eine Aufgabe helfen, die nicht gut in Vorläsung geklärt war? Danke im Voraus!

https://www.mathelounge.de/932556/zeigen-sie-dass-die-folge-x-n-n-definiert-durch

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