WYKTAD 3
CIA , GI
Graniceapgu , graniue gonna
idolne
, twierokenie o onbieznosa
.licsba e
, funky .e exp
Gpgiemowyra2acnwXna2ywamyodwzovowaniexi1N-X.2amiastxCnj21piszemyxn.LamiastxilN-XpiszemyCxnjnenalbopoprosluCxnj.Wdalszyma.ggumowimyoapgachowynazochw1R.csyliocipgachhisbxecsywistyaifXz.xzi.i.iXki.i.lgMiwimyzeciggjestograniaonyjesliabio.njegowyraso.wtjestogranicsony.Moznetezpowieo1zieiciggogranicsony2doTulub2gory.0Kreseeniateodnoszqnfow2bioruwyvossv.Mowimyzea.ggjcstmalejgcyjes.liVnxm1fxn.nosngcyjes.liVnxnnZxn.Uzywamyokneslerisciislemalq.gaywbsa.slerosngcyjn.linierowuoscisqostre.Ciggirosngceimalejgceokrreslamywspoluiejakomonotomicsne.DEFlN1cjA.Graniaga.gguCxn1masywamyhisbggspetniajgagwarunekiVesoFNe1NiVmsNlxn-9lcEPis2emynlinnaXn-g.mowigcmniejformalnie.dhekazdegoE7owoda.nKnJg-E.gteLlezgpna@s2ystlawynazya.gguCxn1wszystKiepo2asKonosonqlicsbgCigg.kt.org
magnanicg nasywamy sbieznym
.Uzywamytakze oanaosen
'him xn= to him xm
= -a
h → a h→s
THEIR FNEIN
:Fn > N xn > M HMEIR FNEIN
:Fn > N in < M
STWIERDZENIE apg sbiezny madoktowlnie jedng granicq
DOWO 'D Cigg jest sbiezny , torn me graniq
.Oonnacsmy cigg ( xn ) agnanicg g
.2oIo' Zmy , ze g ' tez jest graining Cxn)
.Ustalmy E > 0 i wezimy Ni N
'takie
ze owe m > N lxn
-gl c % i dhe n > N ' lxn
-ojl < E- 2
.Biarpc terez
m > Max { N , N
'} many
1g
-g ' 1=1 g- xntxn
-g
' I E 1g
-xnltlxn
-ojlc §+Ea=e osyu
.1g
-g 't < e
.Pamigtamy.zeEjestowwolne.ws2osegolewscidowoluiemoiee.Rizniueyigl22jestwigcmniejsdodkazdejliubyowdatniej.Musiwigcbycg-oj-0.g-g.Wisks2osipnacybgdzieterazpoleyoEemesprawobaniuabieZhosa.iposzukiwaniugraniccipgow.PRz7KtADi2badajmy2bieZnosicigguxn-n2tT-mF.Jestjasne.ze2awnexnzo.Zrobmymastgpujgcynachunekixn-na.rneietfIiIn-nz2anafka-ntFhs1lXn-O-ntaKcsydheohwolnegoE2nojd2iemyNtakiezeolhensNphiPotetycsnegraniae1-mce.70osywiscie.Dwiustolonegoculiuymyn1-sce2xnce2cn2-nc-setcm2.t-ez-tscm2-st@cm2IFIcmtznjes.liczLtonmoze6yidowolnehosyliN-1ajes.h
.
E < L to N > FE {
.Wiaowmo , ze takie N istnieje
.Wniosek him h→x xn=0
Pnykiad frosty , dowoddtugi
. ,Pmyouesig killed twieroken ' uiatwiajgcycn zycie
.W dalssymapgu www.odnimypewngilosdpmydotnycutwierokai
:STWIERDZENIE 1
.Cigg zbiezny jest ogronicsony
.Dow 'oD : Ustalmy E > o i wesimy N
:dhe n > N Ixn
-g I < E
.Wteoly prawie wsuystkie ( pose , byi moze xs , xz ,
..., xµ ) wyrazy apgu ( xn ) sg w odcinku
Jg
-E , gte [
.02h ocsmy m
=min { xz
,xz ,
..., ×µ , g- E } M=max{×z , xz ,
...×µ
,gte } wteoly zbior wynaiow ciggu sawiere nig w odcinku En , M ]
.Dm
Twierdzeuie odwnotne niejest prawdziwe : xn
-ED " jest ogranicsony , ale niejest sbiezhy
.TWIERDZENIE 2 Kazay a.gg momotomicsny i agranicsony jest zbiezhy
.DOWO 'D :
Dowodzimy the ciggow rosngcych
.Nick X={ is
,xz ,
...} g=supX
.W szcsegol
-hosci oznecze to ,Ze the IN Xnfg
.Uolowodnimy , ze g jest granicg ( xn )
.Dowod a a iouozmyize g mie jest groining
.Pvawdziwe just wipe zolanie 23
~( V. e > OF New : th > N I g- xnl < e)
111
Fe > o
:t New Fm > N 1g
-×÷
isthieje nieskonosenie
/ wide
wynaw.wcipgukNCaietozo1aniepoludzkuiIstniejeEsotakieizepozeodcinkiemJg-EigteLjestmiesKohaeniewielewyrazo.wapgu.22oieozeniegsxusatemtaknaprawdgnieskoncseniewielewyrazo.wapgujestwpmedzialeJ-a.g-ET.PamigtamyponaoUoizeciggiestnoshpcy.Jes.liwigcxmsg-ctotakzewszystkieXnsg-Edlemim.O2hacsietoizewodcinkuT-x.g-dspwszystkiewyrazycigguCxnj.tznXcT-ig.eJAlewtedysupxsg-sspnecsnosc.gjestwigcgranicgCxujPR2YKtADiCiggxn-C1tntYjestnosngcyiogranicsony.IstotnieLnF-YjIEnnIinntsfhIEnTIcaHfnnnttEtIfnImntilstnIiEnJIcnHls-cYYydTE.uttn5Ls-naYIYII-e1tf-f-1IhIZ1-7xuii3xnHt1njh-1tn.tntCyjntet.i.tCYdnht.i.tn1n-st1.itmI21m4@jfyKnh-1-t.i
+ ( h
-ktn Html ) ( .m\ n
.1<+2 )
. .!
12 =mkk-s nl¥n +
ii.+
., f
{ 1+1+27 +
...tt#+...+nff1+1ttz+a1t...gktst...tnfzf3
Dnugiepnsydatne toierdzeniedolyayceciggowto
:24
TWIERDZENIE ( otrech ciggach )
Nick ( xn ) ,( yn ) , ( zn ) bgdqciggami takimiize FMEIN Xnfymszn
.fes.li ftp.xnilmiz.zn-g.totakzenbjmyyn-g
DOW '0D : Ustalmy E > 0 I ahajotdmy N×iN2E IN takie , Zeolla × > N×
IXN
.GICE , ale n > Nz / Zn
-glcc
.Inacsq
.sapiszemy
XNE ]g
-E , gtE[
=> g- E ( Xu
Zhe ]g
-E. gte[
=> zn ( ft E Wesimyteraz m > Max { Nx , Nz g- es xnfynezncgte
=> lyrglce ⇒ ftp.yn-g
On PRZYKTAD :
×n=TT weimy an =p -1 anti
="M m=( ttan )m
m=( ttanj
'
--
ttmant ( 1) an 't
...Zttnan + ( d) as
M
-1 z h ( h
.i ) 2
2- an
÷ > , an ' ofanffn liman=0
to limas
STWIERDZENIE ( Operate me ciggach sbiezhych )
( in ) , ( yn ) sbiezne , liming limynih
c i ) taper nbjmocxxntpyn )=&g+ph
Cid ftp.cxnyn )=gh
Ciii ) fes.li yntoih.to to
ftp.#y=n9DOW0D :
K ) Kxntpyn
-&g
-phlf
Kllxrgltlplynhl Ustalmye > oiweimy
n takieize lxwgk 42k , i lyn.gl < {,p , wteoly
Kxntpyn
-&g
-phlf Kllxrgltlplyn HE
.HE ,
+ 1M¥ ,
=E 25
kit lxnyn
-ghl
=lxnyn
-gyn + gyn
-ghl < lxn
-gkynl + lgllyn
-hl f *
aggcyn ) jest sbiezny , wigc ograninony
.Many lynkm
Nx : th > N× lxn
-glc 4mz Yg Ny
:ttn > Ny lyn.nl c ,
owe n > Max { Nx , Ny }
* f M + 8¥
=E #
ciii )
×y÷
.In
=hxyjnyI.hxn-ghtgh-yy.nl#)gLhyn hyn hyn )
Cigg ( yn jest ) sbiezny do linty rdznejod zere
.Wobec tego istnieje N
to Kie
, ze ale m > N lynl > hz
.Ponowlto unvlamy E > o I bi enemy
Nx : one n > N× lxn
-91 ( , Ny
:the Egh n > Ny In
-ynlc hghge
wtedy own > Max { N ,N× , Ny }
, h
.
Etf +
gthgte h% -
=e Tyz ¥
=E
.be
Ciggi Guidry ' ego oktonych more bpdue sa chwilg odyrywajqwaznq
w matematyce nolg saniwno od strong pvaktyosng
.jakiteoretyosng :
DEFINICJA
Niech ( xn ) bgdsie apgiem licsbowym
.Mowing , Ze ( in ) spetnie warunek
Cauchy ' ego jes.li
V. e > o FN > 0 tfmn > N Ixn
-xml < E
TWIERDZENIE W IR cigg speinie wowunek Candy ' ago wteoly itylko
wteolyitylko wteoly gay jest abiezny
27
Baron Augustin
-Louis Cauchy
1789-1857 Frange
LIMES SUPERIOR , LINES INFERIOR
( Janusz Zajdel )
DEFINKJA Nied ( xn ) bqolzie apgiem mecsywistym
.O2nac2my
¥n={ xi
:in > n }
={ xn
,×n+s ,
...}
Mn= sup # n
, mn=infXn Mne1Ru{ to } , Mme Rufo }
limsupxn
=Inf { Mn : new } liminfxn
=sup { mn
:men }
limsupiliminf isthiejqdhekazdegocipgu
,mwggbyi mieskonowme
PRZYKTAD : Xn= fifth ×z=O
141=4 ms= -1
28×2=3/2
Mz=% mz=
-1
Xz=
-% Mz= 54 mg
. -1
µII¥snaI¥ ×+= ×6= :
. -% % 147=918 Mo=%
:.:
Xy Xs Xs ×1 Xg Xq Xz
• • • •
0
•-1×7 1×8
• • •• >
limsnp ( tnshtf )=1 liminf ( hittin )=
-1 ( * )
PRZYKTAD Xm=ffenTn ,
-EC rn ) liminfxnt -1 limsup×n=1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18
...m
1 1 1 2 2 2 2 2 33 3 3 3 33 4 4 9
..K
0 1 2 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2
...e
m=k2tl KEN
, lE{ 0,1 ,
...,2k } the
×n= a
-k=k2-k-k2+l_
=E( F)
=K ttk
b- K
÷ K
×1o Xyz ×14
-
1 Xg Xz ×m Xg Xns Xz ×15 z
I
1I
11
I tHl I I
11 l l
'I
Xy Xs ×2 Xp Xp
K=1 , to ,1 ,2 xz=
-tz ×z=o xs=f
k=2 to ,1
.×q= -25 xs= .4 'T ×g=O × # +1g ×p=2z
1<=3 1=0
,
..
,6 ×g=
-3g × ,o=
-
at × , ,=
-gt ×h=o ×n= 1h × ,s= }
.. .DEMNKJA Punktem skupienie ciggu ( xm ) nasywamy licsbg her takg
.Ze the £9 dowolnego E > 0 W odcinku Th
-E , h+e[ jest mieskomcsenie wide wynasow
ciggu
.HE > 0 V. New Fm > N 1h
-xnl < E to jestpunktem skupienie apgow
( He > O F * MEN lxn
-h|< E) mieognanicsonycn 2 gory
-
x
.. . . .2 OLOIU
Graniae , jeih
.istnieje , jest ( jcolynym ) punktem stupienie ciggu
.G.gg n - C- Dhttn
me dwepunkty skupienie
.Iee punktow skupienie me apg a pmyktoww ( H ?
Niel K
:IN → IN bgolzie odwzovowaniem scisle
vosngcym
.Lamiast Kcn ) piszemy
km
.Podapgiem Podcigg sawiera apgu miekto ( 're xn ) wyrasy masywamy apgu ciqg
,mieskonisenie ( yn ) doing wide waovem , w takin ym=×kn pomgdkn
W jakim wystspowouy W wyjsciowym wpgu
.STWIERDZENIE : Punkt skupienie ciggu jest granicg pewneyo podciggu
.DOWOD : Nick R re bgdzie punktem skupienie afgu ( xn )
.2 definicj
.punktu skupienia wymike , Ze w odcinku Jr -1 , Ntt [ jest mieskoricsenie wide wyrasdw ciggu
.Wytieramy dowolny wyna2 spo 's nod sawartycn w tym odcinku : Xks bgokie on pierwnym wyrazem podupgu
.Nastgpnie zmniejswmy odcinek
:]r
-tz , rtf [
.Wtym
odcinkujesttez meskonnenie wide wyrasow apgu
.Wyhenamy jedeu 2 mich : xk , dbojpc , zeby Ka > kz
.Nastgpmie ponownie 2mm
.g. nanny odcinek
:Jn
-st , rtfe i wybieramy xkg , K , > K
,
.W ten sposob Konswuujemy podcipg ( Xkn ) apgu ( xm )
.Wiadomo
,ze Xkmetrnt ,~tnt[
satem I Xkn
-rlcfn , W pokasuje , Ze nlgjm
.xkn
=r
.•
STWIERDZENIE Graniae gonna a. ggu jest kresem gonnym zbionu puuktow sknpienie tego ciggu
.Graniae dolne jest kresem dolnym abionu punktoir skupieuie apgu
.SZKIC DOWODU Kompletny dowid jest mietrudny ale Zmudny
.Lrobimy satem tylko
tylko szkic
.Rozpatrsymy pmypadek ciggu takiego , Ze limsup ×m= C I CEIR , tzn
jest to hisbe skoncsone
.Pokazemy , Ze c jest punktem skupienie ( Xn ) i ze nie
me wigkszyih punktow skupienion
.=Xn
C= limsupxn
=lnnf sup { Xn
,×n+ ,
... .} Skono c= in .f{ Mn
:he IN } to snaosy
,ze
=
th Mn > C i ( Mn ) jest malejpcy
.Jest to a .gg malejgcyi ogranicsony a owtu ,
~ .
a wigc zbiezny
.2 dowodn stosownego twierokenee wynikd , Ze
c- him Mn
.2 oletiniy
.granicy zmgiolziemy one tazaego e > othkie 30
Ne , te ale n > Ne Mme [ C , Ctc [
.Zacsnijmy od E
-Li wyanacsmy Nz , +2N Mnstze [ c+e[ MNs+z= 4.
.sup { ×Ns+si×Ns+z.
...} , th
istmeje ×Nstk to
.kite ×Ns+ke]Mµs+ ,
-1 , Mµs+ , ]
.Ostateanie
XNSTKEJC -1 , Ct 1 [
.Zocsynamy definiowac
'apy ( yn ) 0 wowtoscioch
w Ni
vosnpcy ktowlgc Ys= Nztk
Dalai bi enemy e=f ipowtansamy procedures dbajqc by Na > Nztk
.Otnymuiemy ×Ns+k , e) c- I. C+I[ i ye Natka
.Poowbnie dhe e=¥ 1g , ,
.. . .2 konstrutji wiowe , ze ( Xyn ) iestabiezny do
e , wise C jest punktem skupienie ( Xn ) Pozostoje pokasac
', ze nie me wigkszego punktu skupienie
.Zatozmy , zejest :c ' > C wteoly isthieje
hieskoncseuie istniqe wide N wynawiw takieize jednouesnie one ciggu n > (Xn N ) Mn wigkszydr e E , 001 day
.I
' ¥[ , ayei
Xin a ]
-x , 4¥ [ satem pnawie wszystkie wyraay ciggu sqmniejsie
ad c+¥ → spmecsnosd
.Otto Stolz
1842 ( Hall in Tirol )
1905 ( Wieolen ')
TWIERDZENIE STOLZA
Cxu ) , ( yn ) sq apgami mecsywistymi ,
( yn ) jest as peoneyo migsuenosnpcy oraz
ftp.yn-b.Jes.li istnige gnanice
Xnt ,
-Xn
him
-to istniejenbjm
.¥ iotiegnanice sg n' wne
.n→x Yntt
-yn
DOWJD : Zanin pngiokiem ow wtasuwego owwooln , 2omwaZ my Ze job
.
the
iefl ,
...,N} , hu÷e€a,b] di > o
', to take Ezuvinetaib ]
istotnie at Tffb ⇒ adie mic boi
=> Eadie E. uic Fbt
.⇒ azoic Zuicbzvi ⇒ a ,< Ezujincb
.31
×mi= # a a ER
I Rozwazmyteraz pmypadek gay ymn
-yn
Due ustolonego E > o i wystowniejgw oluzego n ( n >,N) many
Xnti
-Xu
a- 42 f In fate
sachodsi wigc the J
Xntn
-Xn Xn
Eni yn.TL#i...iXN+=istosujemypoagteowqobserwoq.g YNH
-yn
i dostojemy
a %efnnis.ge#ce+E+znlxynnIiIg-ek4
My jeolnakmusimy szawwac
'/×y÷ e|
-:
.at#yi.a)onyEntxE-aElFnaKlyIF.allajIt+lEt+iailEl ⇐
< %+%< e
< % < t 1 to to
-
BiekemyntakduZeZebytedodatkic4zIRozwozamypmypadekXntI_texynti-ynSkorrotaktodhewystowcsojgwoluzycumTynnfI@71.2atemxnti-xu7Yntsiyn70O2meuotoiZeHmjjestrrosngcyodpewnegomiejsue2ouozmy.ze
me to miejsce the nz N
Xhts
-×n > ynti
-Yn
xp
-
xni >
yn
-yus -
t.IE#ygyigfIoIIII:I:ti.e*.* .
wteolywersjgImozn@2ostosowadobYml-Y-Y0boCxn1spetm3.e2Xnti-Xm2atozeuie.1Ideehnti-xn_nIg_o2owneuiamyCXu1mel-Xn1istosujemyI.p.Ynti-ynUWAGliaFwierokeniejestwjeolnqstnong.tzn2istnienielimFnmicmiewymikedhelimxhHIYnti-ynnp.x
n=G^ ) " +1
xn
yn=m Jn
-20 y×nYIy×nn-=tN±hI=
-n niemann
-zfns "
Lyn any
(2) Zatozenie Yn -7 - jest wazne
Xn=t
-nt yn
.2- I
← Nosngcy ale ogranicsony
¥ → at L FIE .tn#stnt_=s
-2¥ , -2 .int L
(3) Monotonicsnosc
.(
yn ) jestwazne
Xn=Mn + Cn ) " n→a
yninnenn
¥n=nT±Enynt-* htm a
- -A A nyt
-+
-fnjht C- + ' ' C- nj (a) n "
=^ n Fis -
-2 Gr ) " # fn L )
Hum + Zfnjn
WNIOSEK 2 TW
.STOLZA
:ftp.#=nlfm.(xn+ ,
-in )
jes.ligraniaepoprowejistnieje.WN1OSEKZTwsT0L2AiUA.GtOSCiFuNKcjilog.Po2wazamynhjmanrxn.2amiasttegomoznebowwinlfm.hogFn-limhYnIStosujemypopmedniwniosekiJeiliisthiejelim@gxn.ilogxDtoistnieielimWfIisqmiwne.Alelogxuti-logxn-logxnxtf.WnioskiyemyiZelimFXn-hmYnFnje.sligraniaepopraug.s
wonie istnieje
.OFUNKCJI exp w/G G. C
.33
Gregor Geaure
encx )=G+±n ) "
FAKT
:( r ) Granice fig .
encx )
istnieje owe owwolnego xeir Piotr Bolles
'ecx )
: =ftp.encx )
(2) th ,×' EIR ecx ) e ( x
')=e( xtx
') (3) FXEIR e ( H > 0
, ecx ) > ttx
(4) x Hear ) jest nosngce
(5) e :=e( ^ ) e( You )=el%l P ,qEz
DOWJD
G) Pokazemy , ze encx ) jest odpewnegomiejsaenosnpcy i jest
ognanicsony
enetnsdh.hr#EfnIuesflIEETIcnafs.xfyhfyz DDN
H+×⇒[ 1- YET ]
=ttf
-n±=s eeYk¥ > 1 emits > encx )
encxlentx )= ( 1- E) " ( t+E ) "
=( t
-¥ ) "f1
enkk 1-
enfx )
^( DDM ,t2n dhe n : entx ) > 0
ent ⇒ rosngcy -7 eh , malqpcy I enk ) f en÷x ) ⇒ encxl oyranicsony
.rosngcy Tmaleipcy
21N
.ociggach monotoniaycn iognanicswnycn wynite , ze enk ) abiezny
dhedowolnegox
.Osnnaosamy nhjmxenk ) =eK )
(2) x. x
'