Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 28. 07. 2009 11:46

Marian
Místo: Mosty u Jablunkova
Příspěvky: 2512
Škola: OU
Pozice: OA, VSB-TUO
Reputace:   67 
 

Prázdninová limita posloupnosti

Našel jsem zajímavou úlohu na výpočet jisté limity.


Nechť

$s_1(x):=sin (x)$
a
$s_k(x):=sin(s_{k-1}(x)),\qquad\qquad k\in\mathbb{N},\quad k\ge 2$.

Vypočtěte limitu $L$, kde


$ \Large L:=\lim_{n\to\infty}\quad\frac{s_n(2)}{s_n(1)}. $




Těším se na Vaše nápady.

Offline

 

#2 28. 07. 2009 14:56 — Editoval musixx (28. 07. 2009 16:17)

musixx
Místo: Brno
Příspěvky: 1771
Reputace:   45 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

Jen idea:



EDIT:

Offline

 

#3 28. 07. 2009 16:45

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

↑ musixx:

Offline

 

#4 28. 07. 2009 17:13

Marian
Místo: Mosty u Jablunkova
Příspěvky: 2512
Škola: OU
Pozice: OA, VSB-TUO
Reputace:   67 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

↑ musixx:

Offline

 

#5 28. 07. 2009 17:34 — Editoval musixx (28. 07. 2009 17:47)

musixx
Místo: Brno
Příspěvky: 1771
Reputace:   45 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

Při svém tápání jsem narazil na tohle. Když místo sinu použiju funkci $f(x)=0.1+3x$, tak vyjde (ověřeno jen hrubou silou, ale bude to tak):
$\lim_{n\to\infty}\quad\frac{s_n(3)}{s_n(1)}=2.\overline{904761}$
$\lim_{n\to\infty}\quad\frac{s_n(4)}{s_n(1)}=3.\overline{857142}$
$\lim_{n\to\infty}\quad\frac{s_n(5)}{s_n(1)}=4.\overline{809523}$
$\lim_{n\to\infty}\quad\frac{s_n(5)}{s_n(2)}=2.\overline{46341}$
Mně tohle prostě přislo zajímavé, a tak jsem to sem musel připsat.

Je jasné, že pro $f(x)=A+Bx$ je
$\lim_{n\to\infty}\quad\frac{s_n(a)}{s_n(b)}=\frac{A\sum_{i=0}^\infty B^i+B^na}{A\sum_{i=0}^\infty B^i+B^nb}=1$ pro $|B|<1$. Ale proč mi to vychází tak hezky racionální pro $B>1$, tomu zatím vážně nerozumím (SW mi počítá s libovolnou přesností, takže tam ta periodicita snad nevzniká).

Offline

 

#6 28. 07. 2009 17:35

lukaszh
Místo: Bratislava
Příspěvky: 2314
Reputace:   37 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti


"The mathematical rules of the universe are visible to men in the form of beauty."
John Michel

Offline

 

#7 28. 07. 2009 17:58 — Editoval BrozekP (29. 07. 2009 10:19)

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

↑ lukaszh:

Navážu na tebe

Offline

 

#8 28. 07. 2009 18:43 — Editoval BrozekP (29. 07. 2009 10:23)

Pavel Brožek
Místo: Praha
Příspěvky: 5694
Škola: Informatika na MFF UK
Pozice: Student
Reputace:   194 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

↑ musixx:

K tvé funkci $f(x)=A+Bx$ a limitě $\lim_{n\to\infty}\frac{s_n(a)}{s_n(b)}$, kde $s_1(x)=f(x)$ a $s_n(x)=f(s_{n-1}(x))$:

Není příliš těžké limitu pro $|B|>1$ spočítat. Výsledek pro obecná A, B, a, b (kde $|B|>1$) je



Ať je to kompletní, tak

Offline

 

#9 29. 07. 2009 08:13 — Editoval Rumburak (29. 07. 2009 08:22)

Rumburak
Místo: Praha
Příspěvky: 8691
Reputace:   502 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

Offline

 

#10 30. 07. 2009 13:58

FliegenderZirkus
Příspěvky: 544
Škola: RWTH Aachen
Reputace:   25 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

Zdravím,
moc hezký příklad, řešením bohužel moc nerozumím, ale zřejmě souvisí s jedním problémem, na který jsem nedávno narazil, jde o rovnici
$ x=\cos(x) $, kterou lze řešit standardními numerickými metodami, ale taky takhle:
$ x=\cos(\cos(\cos(\cos(...\cos(k))))) $, kde $k$ je reálné číslo. Můj dotaz je prostý: proč to vychází? :) jinými slovy (když se přidržím zápisu původního příkladu) proč je řešením  $x=\lim_{n\rightarrow\infty}\cos_n(k)$, (v def. posloupnosti nahradíme sin za cos)

Offline

 

#11 30. 07. 2009 14:50 — Editoval musixx (30. 07. 2009 14:53)

musixx
Místo: Brno
Příspěvky: 1771
Reputace:   45 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

↑ FliegenderZirkus: Banachův princip pevného bodu.

EDIT: Zkus Google pro podrobnosti.

Offline

 

#12 30. 07. 2009 16:11 — Editoval Rumburak (31. 07. 2009 10:44)

Rumburak
Místo: Praha
Příspěvky: 8691
Reputace:   502 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

↑ FliegenderZirkus:
Ještě poznámka ke zmiňovanému Banachovu principu:

Pro funkci cos  Banachova věta funguje, neboť  pro libovolné počáteční $k$ pak $\cos k$ padne do uzavřeného intervalu [-1, 1 ] ,
a rovněž další iterace v něm zůstanou, navíc na tomto intervalu fce f = cos splňuje podmínku $|f(x)-f(y)|\le K|x-y|$ Banachovy věty
s kontrahující konstantou  K < 1  (ostrá nerovnost) .

Stejnětak bychom mohli postupovat pro rovnici  x = sin x , tedy hledat limitu posloupnosti iterací  fce f = sin na libovolně danou počáteční hodnotu $k$
a dospěli bychom rovněž ke správnému  řešení, a sice  x = 0 , ale zde to Banachovou větou odůvodnit nelze, neboť v tomto případě
konstanta K < 1 (ostrá nerovnost) z předpokladů Banachovy věty neexistuje -  muselo by se odůvodnění hledat jinak (nebo vzít vhodnou
jemnější větu o pevném bodě, než je Banachova).

Offline

 

#13 30. 07. 2009 18:05

FliegenderZirkus
Příspěvky: 544
Škola: RWTH Aachen
Reputace:   25 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

Díky za rady, už hledám a studuju.

Offline

 

#14 05. 08. 2009 13:22

Marian
Místo: Mosty u Jablunkova
Příspěvky: 2512
Škola: OU
Pozice: OA, VSB-TUO
Reputace:   67 
 

Re: Prázdninová limita posloupnosti

Řešení, které jsem  našel společně s úlohou využívalo faktu, že pro dostatečně velká přirozená čísla $n$ platí
$ \sqrt{\frac{3}{n}}<s_n(1\quad\text{nebo}\quad 2)<\sqrt{\frac{3}{n+1}}. $

To se dokazovalo tím způsobem, že se našel docela snadný odhad funkce sinus pomocí Maclaurinvy řady. Je ale jasné, že řešení uvedené výše je výrazně snažší.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson