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Ich bräuchte bitte Hilfe bei folgender Aufgabe:


Aufgabe:

Untersuche, ob die folgenden Punktfolgen konvergent sind und berechne gegebenenfalls ihren Grenzwert. Bestimme ggf. konvergente Teilfolgen, falls die Folge nicht konvergent ist.

$$\vec{a}_n = (\frac{n^7e^{-n}+n^5+n^3}{3n^5+2n^2},\frac{ln(n)}{\sqrt{n}}, 7) \in \mathbb{R}^3, n \in \mathbb{N}$$



Problem/Ansatz:

Leider weiß ich nicht, wie man an solch einer Aufgabe herangeht und bitte um einen Lösungsweg. :)


Vielen Dank im Voraus!

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Beste Antwort

Aloha :)

Willkommen in der Mathelounge... \o/

Betrachte die Grenzwerte der einzelnen Komponenten.

Bei der ersten Komponente kannst du Zähler und Nenner durch \(n^5\) dividieren:$$a_1=\lim\limits_{n\to\infty}\frac{n^7e^{-n}+n^5+n^3}{3n^5+2n^2}=\lim\limits_{n\to\infty}\frac{\frac{n^2}{e^n}+1+\frac{1}{n^2}}{3+\frac{2}{n^3}}=\frac{0+1+0}{3+0}=\frac13$$

Bei der zweiten Komponente konvergieren der Zähler und der Nenner unabhängig voneinander gegen \(\infty\), sodass die Regel von L'Hospital \((\ast)\) angewendet werden kann:$$a_2=\lim\limits_{n\to\infty}\frac{\ln(n)}{\sqrt n}=\lim\limits_{x\to\infty}\frac{\ln(x)}{\sqrt x}\stackrel{(\ast)}{=}\lim\limits_{x\to\infty}\frac{\frac1x}{\frac{1}{2\sqrt x}}=\lim\limits_{x\to\infty}\frac{2\sqrt x}{x}=\lim\limits_{x\to\infty}\frac{2}{\sqrt x}=0$$

Damit lautet der Grenzwert:\(\quad \vec a_\infty=\left(\frac13\,;\,0\;;\;7\right)\)

Avatar von 152 k 🚀

Vielen Dank für die schnelle Antwort! Hat mir sehr geholfen. Cool, dass einem hier so schnell und gut geholfen wird.

Eine Frage noch: Wieso teilen wir Zähler und Nenner durch n^5 und nicht durch n^7? Teilt man nicht durch die höchste Potenz oder bietet sich das in dem Fall einfach besser an mit n^5?

Würdest du den Bruch mit \(n^7\) kürzen, konvergiert der entstehende Nenner \(\left(\frac{3}{n^2}+\frac{2}{n^5}\right)\) gegen \(0\). Wir möchten aber keine Nenner, die Null sind ;)

Das Kürzen mit \(n^5\) stellt sicher, dass der Nenner konvergiert.

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Hallo

 1 Komponente teile Zähler und Nenner durch n^5 dann siehst du den GW

2, Komponente  nimm (ln(x))/√x wende L'Hopital an oder nimm log10 statt ln und n=10^2n dann hast du 2n/10^n

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

Hallo lul,

vielen Dank!

- Muss man für jede Komponente innerhalb der Klammer einzeln den GW berechnen?

- Wie ist der GW von der 7?

Hallo

ja, jede Komponente muss konvergieren, damit der Punkt konvergiert, alle Punkte der Folge also auch der GW haben 7 als dritte Komponente,

Gruß lul

Vielen Dank für deine Hilfe!

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