Gość (178.42.*.*)
Dany jest nieskończony ciąg geometryczny postaci:
~| 2, \frac{2}{p-1}, \frac{2}{(p-1)^2}, \frac{2}{(p-1)^3}, \ldots ~#|
Wyznacz wszystkie wartości ~$p~#$, dla których granicą tego ciągu jest liczba:
a) 0.
b) 2.
Rozwiązanie:
Ciąg geometryczny ma postać:
~| a_n = \frac{2}{(p-1)^{n-1}} ~#|
Granica ciągu geometrycznego ~$a_n~#$ jest równa ~$0~#$ wtedy, gdy iloraz ~$q~#$ jest mniejszy od ~$1~#$ (względnie wartość bezwzględna ~$q~#$ jest mniejsza od ~$1~#$):
~| q = \frac{1}{p-1} ~#|
a) Dla granicy równej 0:
~| \lim_{n \to \infty} a_n = 0 ~#|
To oznacza, że:
~| \left| \frac{1}{p-1} \right| < 1 ~#|
~| -1 < \frac{1}{p-1} < 1 ~#|
Rozwiązujemy nierówności:
~| -1 < \frac{1}{p-1} ~#|
~| -1(p-1) < 1 ~#|
~| -p + 1 < 1 ~#|
~| -p < 0 ~#|
~| p > 0 ~#|
oraz:
~| \frac{1}{p-1} < 1 ~#|
~| 1 < p-1 ~#|
~| p > 2 ~#|
Zatem granica ciągu będzie równa 0 dla:
~| p > 2 ~#|
b) Dla granicy równej 2:
~| \lim_{n \to \infty} a_n = 2 ~#|
To oznacza, że ciąg jest stały, czyli:
~| a_1 = a_2 = a_3 = \ldots ~#|
~| 2 = \frac{2}{p-1} ~#|
~| p-1 = 1 ~#|
~| p = 2 ~#|
Zatem granica ciągu będzie równa 2 dla:
~| p = 2 ~#|
Podsumowując:
a) Granica ciągu jest równa 0 dla ~$p > 2~#$.
b) Granica ciągu jest równa 2 dla ~$p = 2~#$.