0 Daumen
454 Aufrufe

Es seien (an)n∈ℕ und (bn)n∈ℕ beschränkte Folgen reeller Zahlen. Zeigen Sie:

a) lim sup n→∞ (an+bn) ≤ lim sup n→∞ an + lim sup n→∞ bn,

b) lim sup n→∞ (an+bn) ≥ lim sup n→∞ an + lim inf n→∞ bn

Geben Sie ein Folgepaar an, für das in (a) < und in (b) > gilt. Leiten sie ferner entsprechende Ungleichungen für lim inf n→∞ (an+bn) her.

Hinweis: Bereits für Teil (b) beachte man lim inf n→∞ (-cn) = -lim sup n→∞ cn.

Avatar von

1 Antwort

0 Daumen
 
Beste Antwort

Hallo,

zu den Ungleichungen: Es ist ja $$\limsup\limits_n(a_n+b_n)=\lim\limits_n\sup\limits_{k\geq n}(a_k+b_k)$$ Wenn wir zeigen, dass $$\sup\limits_{k\geq n}(a_k+b_k)\leq\sup\limits_{k\geq n}(a_k)+\sup\limits_{k\geq n}(b_k)=:\alpha$$ für alle \(n\in\mathbb{N}\) gilt dann folgt (a) klarerweise. Dazu reicht es aber, nach Definition des Supremums, zu zeigen, dass \(\alpha\) eine obere Schranke von \(\{a_k+b_k\,|\,k\geq n\}\) ist. Das gilt aber trivialerweise. Insgesamt haben wir damit $$\limsup\limits_n(a_n+b_n)=\lim\limits_n\sup\limits_{k\geq n}(a_k+b_k)\leq\lim\limits_n \left(\sup\limits_{k\geq n}(a_k)+\sup\limits_{k\geq n}(b_k)\right)\\=\lim\limits_n\sup\limits_{k\geq n}(a_k)+\lim\limits_n\sup\limits_{k\geq n}(b_k)=\limsup\limits_n(a_n)+\limsup\limits_n(b_n)$$
Also die geforderte Ungleichung.

Für (b) betrachte $$\limsup\limits_n (a_n)=\limsup\limits_n ([a_n+b_n]-b_n)$$ und wende darauf zuerst (a) und dann den Hinweis an.

Zu den Beispielen: Betrachte für (a) z.B. $$a_n:=\begin{cases}2&n\,\mathrm{gerade}\\1&n\,\mathrm{ungerade}\end{cases}$$ und $$b_n:=\begin{cases}1&n\,\mathrm{gerade}\\2&n\,\mathrm{ungerade}\end{cases}$$

Für (b) z.B. $$a_n=b_n:=\begin{cases}2&n\,\mathrm{gerade}\\1&n\,\mathrm{ungerade}\end{cases}$$

Die entsprechenden \(\liminf\) Gleichungen bekommt man dann direkt aus (a) und (b) mit dem Hinweis.

Avatar von

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community