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Folge beschränkt?: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:27 Do 04.09.2014
Autor: geigenzaehler

Aufgabe
[mm] $c_{n+1}= \bruch{c_{n}}{1+c_{n}} [/mm] >0   $ für n>=1

Folge mit [mm] $c_{1}>1$ [/mm]

Untersuche die Folge auf Konvergenz.

Die Folge ist monoton fallend und nach unten beschränkt. -> konvergent.

Zur Monotonie:

Die Kriterien [mm] $c_{n+1}-c_{n}<0$ [/mm] und [mm] $\bruch{c_{n+1}}{c_{n}}<1$ [/mm] sind doch gleichwertig, oder?

Zur Beschränktheit: (oder heisst es Beschränkung?)

Wie kann man denn jetzt ganz ausdrücklich und eindeutig zeigen, dass die Folge immer >0 ist? Man sieht es ja, aber wie hinschreiben?

        
Bezug
Folge beschränkt?: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:45 Do 04.09.2014
Autor: Al-Chwarizmi


> [mm]c_{n+1}= \bruch{c_{n}}{1+c_{n}} >0 [/mm] für n>=1
>  
> Folge mit [mm]c_{1}>1[/mm]
>  
> Untersuche die Folge auf Konvergenz.
>  Die Folge ist monoton fallend und nach unten beschränkt.
> -> konvergent.
>  
> Zur Monotonie:
>  
> Die Kriterien [mm]c_{n+1}-c_{n}<0[/mm] und [mm]\bruch{c_{n+1}}{c_{n}}<1[/mm]
> sind doch gleichwertig, oder?

Ja, falls es sich um positive Werte für [mm] c_n [/mm] und [mm] c_{n+1} [/mm]
handelt, stimmt dies. Aber in einem Beweis geht
es genau darum, sich solche Folgerungen im Detail
zu überlegen und zu Papier zu bringen. Gib also die
Umformungen Schritt um Schritt an, die von der
einen zur anderen Ungleichung führen !  


> Zur Beschränktheit: (oder heisst es Beschränkung?)

"Beschränktheit" einer Folge ist schon richtig.
  

> Wie kann man denn jetzt ganz ausdrücklich und eindeutig
> zeigen, dass die Folge immer >0 ist? Man sieht es ja, aber
> wie hinschreiben?

Na, woran siehst du es denn ? Auch hier geht es darum,
eine einfache Überlegung zu Papier zu bringen.

LG ,   Al-Chw.


Bezug
                
Bezug
Folge beschränkt?: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:38 Do 04.09.2014
Autor: geigenzaehler

Dass die Folge immer >0 ist, folgt aus der Voraussetzung [mm] c_1>1. [/mm] Reicht das?

Bezug
                        
Bezug
Folge beschränkt?: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:45 Do 04.09.2014
Autor: Diophant

Hallo,

> Dass die Folge immer >0 ist, folgt aus der Voraussetzung
> [mm]c_1>1.[/mm] Reicht das?

Noch nicht ganz. Das wäre in einem Induktionsbeweis jetzt der Induktionsanfang. Jetzt nimm [mm] c_n>0 [/mm] an und wende die gleiche Logik an wie oben, dann ist das, was sich für [mm] c_{n+1} [/mm] ergibt doch ein vollwertiger Induktionssschluss...


Gruß, Diophant
 

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Bezug
Folge beschränkt?: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:11 Do 04.09.2014
Autor: geigenzaehler

also MUSS man es regelrecht induktiv machen?!

Reicht wirklich nicht:

Mit den Voraussetzungen

1. c_(n+1)>0
2. [mm] c_1>1 [/mm]
->
Dadurch steht im Bruch [mm] c_n/(1+c_n) [/mm] nie etwas Negatives, woraus

folgt, dass alle [mm] c_n>0 [/mm] sind. (?)

Andersherum: Man kann fragen:
Warum steht im Bruch nie was Negatives?

Antwort:

Da
1. c_(n+1)>0
2. [mm] c_1>1 [/mm]
-> [mm] c_n>0 [/mm]

(OK, wird dadurch auch nicht besser)

Offenbar muss man immer bis zu Adam und Eva zurück.

Bezug
                                        
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Folge beschränkt?: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:17 Do 04.09.2014
Autor: Diophant

Hallo,

mach dir doch das Leben nicht so schwer:

angenommen sei [mm] c_n>0. [/mm] Daraus folgt sofort

[mm] c_{n+1}=\bruch{c_n}{1+c_n}>0 [/mm]

Zusammen mit [mm] c_1>1>0 [/mm] ergibt das doch schon eine vollständige Induktion (und der Himmel hängt voller Geigen ;-) )!


Gruß, Diophant

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Folge beschränkt?: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:34 Do 04.09.2014
Autor: geigenzaehler

Wäre so die ausführliche Induktion?

Behauptung: [mm] c_n>0 [/mm]

I-Anfang: n=1

[mm] c_1>1>0 [/mm]

I-Schritt: n=n+1

[mm] c_{n+1}=\bruch{c_n}{1+c_n}>0 [/mm]

und wenn ich jetzt die Behauptung einsetze, passt das?

(Bei dieser mathemat. Strahlkraft haut es mir den Geigenzaehler zusammen.)

Bezug
                                                        
Bezug
Folge beschränkt?: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:47 Do 04.09.2014
Autor: Diophant

Hallo,


> Wäre so die ausführliche Induktion?

>

> Behauptung: [mm]c_n>0[/mm]

>

> I-Anfang: n=1

>

> [mm]c_1>1>0[/mm]

>

> I-Schritt: n=n+1

>

> [mm]c_{n+1}=\bruch{c_n}{1+c_n}>0[/mm]

>

Ja, und hier bist du fertig!

> und wenn ich jetzt die Behauptung einsetze, passt das?

Es braucht nichts mehr eingesetzt zu werden, die Sache ist offensichtlich. Der Unterschied zu deiner ursprünglichen Version ist nur der, dass jetzt [mm] c_n [/mm] steht, wo bei dir [mm] c_1 [/mm] stand. Und dieser Unterschied ist (logisch gesehen) ein gewaltiger.

> (Bei dieser mathemat. Strahlkraft haut es mir den
> Geigenzaehler zusammen.)

Dann ab ans Klavier. ;-)

Da dilettiere ich übrigens auch ein wenig. Mal sehen, vielleicht lege ich heute Abend []davon noch den ersten Satz auf. :-)


Gruß, Diophant

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Folge beschränkt?: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:07 Do 04.09.2014
Autor: geigenzaehler

Ja, Schubert (-der arme Hund-) hat schöne Stücke!

Ich stehe - wohl eher hormonell bedingt - auf Liszt, Skrjabin, Rachmaninoff.
Hab mir kürzlich []diesen Kracher hier ausgedruckt! Jetzt spiel ich hier mal 3 Takte, da mal 5 Takte, wunderbar. Aber bevor ich das Stück ganz spiele, hole ich aller Wahrscheinlichkeit nach die Fields Medal. Also das eine weniger, das andere noch weniger. Heiter weiter!








Bezug
                                                                        
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Folge beschränkt?: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:18 Do 04.09.2014
Autor: Diophant

Hallo,

> Ja, Schubert (-der arme Hund-) hat schöne Stücke!

>

> Ich stehe - wohl eher hormonell bedingt - auf Liszt,
> Skrjabin, Rachmaninoff.

Lol. Mir gefällt ja RACH 3 so arg...

> Hab mir kürzlich
> []diesen Kracher
> hier ausgedruckt!

HAMMER!!! Vielen Dank für den Link! (Wenn ich das probieren würde, sollte ich erst einen Termin in der örtlichen Chirurgie klarmachen...)

> Jetzt spiel ich hier mal 3 Takte, da mal
> 5 Takte, wunderbar. Aber bevor ich das Stück ganz spiele,
> hole ich aller Wahrscheinlichkeit nach die Fields Medal.
> Also das eine weniger, das andere noch weniger. Heiter
> weiter!

In diesem Sinne: einen schönen Abend. Und verzähl dich nicht. :-)


Gruß, Diophant

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Folge beschränkt?: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:16 Do 04.09.2014
Autor: Marcel

Hallo,

> also MUSS man es regelrecht induktiv machen?!
>  
> Reicht wirklich nicht:
>  
> Mit den Voraussetzungen
>
> 1. c_(n+1)>0
>  2. [mm]c_1>1[/mm]
>  ->
>  Dadurch steht im Bruch [mm]c_n/(1+c_n)[/mm] nie etwas Negatives,
> woraus
>
> folgt, dass alle [mm]c_n>0[/mm] sind. (?)
>  
> Andersherum: Man kann fragen:
>  Warum steht im Bruch nie was Negatives?
>  
> Antwort:
>  
> Da
> 1. c_(n+1)>0
>  2. [mm]c_1>1[/mm]
>  -> [mm]c_n>0[/mm]

>  
> (OK, wird dadurch auch nicht besser)
>  
> Offenbar muss man immer bis zu Adam und Eva zurück.

nach einer gewissen Zeit (ab dem 3., 4. Semester) darfst Du das auch ein
wenig schlampiger machen, wobei das Ganze eigentlich auch nur eine
Andeutung dessen ist, was man im Induktionsbeweis macht:

Aus

    [mm] $c_1 [/mm] > 1 [mm] \ge 0\,$ [/mm] (edit: hier hatte ich fälschlicherweise [mm] $c_1=1$ [/mm] eben stehen)

folgt

    [mm] $c_2=\frac{c_1}{1+c_1} [/mm] > 0$ wegen [mm] $c_1 [/mm] > 0$

    [mm] $\Rightarrow$ [/mm]

    [mm] $c_3=\frac{c_2}{1+c_2} [/mm] > 0$ wegen [mm] $c_2 [/mm] > 0$

    [mm] $\Rightarrow$ [/mm] ...
    .
    .
    .
    [mm] $\Rightarrow$ $c_k=\frac{c_{k-1}}{1+c_{k-1}} [/mm] > 0$ wegen [mm] $c_{k-1} [/mm] > 0$

    [mm] $\Rightarrow$ [/mm]
    .
    .
    .

Hier ist solch' eine Vorgehensweise relativ unnötig, aber manchmal kann
so etwas hilfreich sein. Zum Beispiel braucht man keinen Induktionsbeweis,
um

    [mm] $\produkt_{k=1}^n \frac{a_{k+1}}{a_k}=\frac{a_{n+1}}{a_1}$ [/mm]

einzusehen (wobei man das auch anders machen kann).

P.S. Du siehst oben aber auch, dass die Voraussetzung [mm] $c_1 [/mm] > 0$
unverzichtbar ist. (Was aber auch klar ist: Wie sollten denn alle [mm] $c_n [/mm] > 0$ sein,
wenn [mm] $c_1 \le [/mm] 0$ wäre? Aber Du siehst auch, wie sich das *fortträgt*... und
insofern muss man bis [mm] $c_1=\text{Adam und Eva}$ [/mm] zurück, egal, wie man es
macht...)

( Edit: Al hat hier natürlich recht, dass man genauer
begründen sollte. Meine *obigen Begründungen* darfst Du so eigentlich
auch erst ab dem 3. Semester aufschreiben... - bzw. erst dann darfst Du
Dich beschweren, wenn ein Korrekteur das ankreidet. ;-) )


Gruß,
  Marcel

Bezug
                        
Bezug
Folge beschränkt?: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:30 Do 04.09.2014
Autor: Al-Chwarizmi


> Dass die Folge immer >0 ist, folgt aus der Voraussetzung
> [mm]c_1>1.[/mm] Reicht das?

Nein, es reicht nicht, das einfach so zu sagen !

Warum willst du denn dies nicht einfach sauber und klar
beweisen ? Schwer ist es wirklich nicht, aber man soll
den kurzen Weg halt Schritt für Schritt gehen.

Falls [mm] c_1>1 [/mm] ist, folgt auch (wegen 1>0 und der Tran-
sitivität der  > - Relation), dass auch [mm] c_1>0 [/mm] .
Dann muss auch [mm] c_1+1 [/mm] > 0 sein  (weshalb genau ??).

Dividiert man dann die beiden positiven Werte [mm] c_1 [/mm] und [mm] (c_1+1) [/mm]
bzw. [mm] c_n [/mm] und [mm] (c_{n}+1) [/mm] durcheinander , erhält man ein
positives Resultat (warum ?).

Es lohnt sich wirklich, bei so grundlegenden Übungen jeweils
bis zu "Adam und Eva" zurück zu gehen, denn damit eignet
man sich ein wichtiges Werkzeug des logischen Schließens
an, über dessen Fehlen man sonst immer und immer und immer
wieder stolpern wird !

LG   Al-Chw.




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Bezug
Folge beschränkt?: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:00 Do 04.09.2014
Autor: Marcel

Hallo,

> [mm]c_{n+1}= \bruch{c_{n}}{1+c_{n}} >0 [/mm] für n>=1
>  
> Folge mit [mm]c_{1}>1[/mm]
>  
> Untersuche die Folge auf Konvergenz.
>  Die Folge ist monoton fallend und nach unten beschränkt.
> -> konvergent.
> ...
> Zur Beschränktheit: (oder heisst es Beschränkung?)
>  
> Wie kann man denn jetzt ganz ausdrücklich und eindeutig
> zeigen, dass die Folge immer >0 ist? Man sieht es ja, aber
> wie hinschreiben?

führe einen (einfachen) Induktionsbeweis!

Gruß,
  Marcel

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Folge beschränkt?: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:24 Do 04.09.2014
Autor: reverend

Hallo,

> führe einen (einfachen) Induktionsbeweis!

Mit anderen Worten: zeige

[mm] c_n>0 \Rightarrow c_{n+1}>0 [/mm]

Grüße
reverend

Bezug
                
Bezug
Folge beschränkt?: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:38 Do 04.09.2014
Autor: geigenzaehler

gute Idee, danke!

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