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Aufgabe:

Untersuchen Sie, ob die Folge an= (-1)^n + (n^11-1)/(n^11) nEN, beschränkt ist. Besitzt die Folge einen Grenzwert?


Problem/Ansatz:

Verstehe, dass mir der Beschränktheit leider allgemein nicht. Hätte jetzt gesagt, sie ist nach unten mit -1 beschränkt…

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Kürzen mit n^11 -> (1-1/n^11)/n^11 (1-0)/1 = 1 für n ->oo

für gerade n: lim = 1+1 =2

für ungerade n: lim = -1+1 = 0

Was bedeutet das für die Folge?

http://massmatics.de/merkzettel/#!180:Beschraenktheit_von_Folgen/Funktionen

2 Antworten

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Beste Antwort

Aloha :)

Wir betrachten die Folge:$$a_n=(-1)^n+\frac{n^{11}-1}{n^{11}}=(-1)^n+\frac{n^{11}}{n^{11}}-\frac{1}{n^{11}}=(-1)^n+1-\frac{1}{n^{11}}$$Der Summand \((-1)^n\) stört uns. Wir wissen aber, dass \((-1)^n=1\) für gerade \(n\) und \((-1)^n=-1\) für ungerade \(n\) gilt. Daher können wir die Folge umschreiben:$$a_n=\left\{\begin{array}{cl}2-\frac{1}{n^{11}} &\text{falls \(n\) gerade}\\[1ex]-\frac{1}{n^{11}} &\text{falls \(n\) ungerade}\end{array}\right.$$

Zur Untersuchung der Beschränktheit müssen wir uns überlegen, welche Werte \(\left(-\frac{1}{n^{11}}\right)\) annimmt. Da die Folge bei \(n=1\) beginnt, ist \(n\ge1\) sodass:$$n\ge1\implies n^{11}\ge1^{11}=1\implies\frac{1}{n^{11}}\le1\implies-\frac{1}{n^{11}}\ge-1$$Damit können wir die Folgenglieder einschränken:

$$\text{\(n\) gerade:}\;\,\quad-1\le-\frac{1}{n^{11}}<0\implies2-1\le2-\frac{1}{n^{11}}<2\implies1\le a_n<2$$$$\text{\(n\) ungerade:}\;-1\le-\frac{1}{n^{11}}<0\implies-1\le a_n<0$$

Für alle Folgenglieder gilt also: \(-1\le a_n<2\). Die Folge ist daher beschränkt.

Für gerade \(n\) strebt die Folge \((a_n)\) gegen \(2\) und für ungerade \(n\) strebt sie gegen \(0\), daher existiert kein gemeinsamer Grenzwert.

Avatar von 150 k 🚀

Danke für den ausführlichen Rechenweg!!

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Sie ist auch durch +2 nach oben beschränkt.

Avatar von 123 k 🚀

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