Start 
Podaj przykład ciągu malejącego o wyrazach
(a) ujemnych
(b) dodatnich
Rozwiązanie
Ciąg liczbowy jest malejący, gdy dla każdego \(n\in \mathbb{N}\):
\[a_{n+1}<a_n\]
Każdy następny wyraz ciągu jest mniejszy od poprzedniego.
(a) Przykładem ciągu malejącego o wyrazach ujemnych jest ciąg kolejnych liczb całkowitych ujemnych:
\[a_n=-n\]
ponieważ każda taka liczba jest ujemna i mniejsza od poprzedniej:
\[a_1=-1>a_2=-2>a_3=-3>a_4=-4>...\]
zatem:
\[a_{n+1}=-(n+1)<-n=a_n\]
Inne przykłady ciągów rosnących o wyrazach dodatnich:
Przykład 2
\[b_n=-n^2\]
ponieważ
\[b_{n+1}=-(n+1)^2<-n^2=b_n\]
Przykład 3
\[c_n=-n!\]
ponieważ
\[c_{n+1}=-(n+1)!=-n!\cdot (n+1)<-n!=c_n\]
(b) Przykładem ciągu malejącego o wyrazach dodatnich jest ciąg:
\[a_n=\frac{1}{n}\]
ponieważ wszystkie wyrazy tego ciągu są dodatnie i maleją wraz ze wzrostem \(n\):
\[a_1=1>a_2=\frac{1}{2}>a_3=\frac{1}{3}>a_4=\frac{1}{4}>...\]
zatem:
\[a_{n+1}=\frac{1}{n+1}<\frac{1}{n}=a_n\]
Inne przykłady ciągów malejących o wyrazach dodatnich:
Przykład 2
\[b_n=\frac{1}{n^2}\]
ponieważ
\[b_{n+1}=\frac{1}{(n+1)^2}<\frac{1}{n^2}=b_n\]
Przykład 3
\[c_n=\frac{1}{n!}\]
ponieważ
\[b_{n+1}=\frac{1}{(n+1)!}=\frac{1}{n!\cdot (n+1)}<\frac{1}{n!}=c_n\]
Wskazówki
Ciągi monotoniczne
Monotoniczność ciągu oznacza, że ciąg jest stały lub rosnący lub niemalejący lub malejący lub nierosnący.
Ciąg liczbowy \((a_n)\) jest stały, gdy jego wyrazy pozostają takie same wraz ze wzrostem wartości indeksu \(n\): \[a_1=a_2=a_3=...\] czyli \[\forall\, n\in\mathbb{N}\] (dla każdej liczby naturalnej \(n\) zachodzi równość) \[a_n=a_{n+1}\]
Ciąg liczbowy \((a_n)\) jest rosnący, gdy jego wyrazy zwiększają się wraz ze wzrostem wartości indeksu \(n\): \[a_1<a_2<a_3<...\] czyli \[\forall\, n\in\mathbb{N}\] (dla każdej liczby naturalnej \(n\) zachodzi nierówność) \[a_n< a_{n+1}\]
Ciąg liczbowy \((a_n)\) jest niemalejący, gdy jego wyrazy zwiększają się lub pozostają niezmienione (równe) wraz ze wzrostem wartości indeksu \(n\): \[a_1\le a_2\le a_3\le...\]czyli \[\forall\, n\in\mathbb{N}\] (dla każdej liczby naturalnej \(n\) zachodzi nierówność) \[a_n\le a_{n+1}\]
Ciąg liczbowy \((a_n)\) jest malejący, gdy jego wyrazy zmniejszają się wraz ze wzrostem wartości indeksu \(n\): \[a_1>a_2>a_3>...\] czyli \[\forall\, n\in\mathbb{N}\] (dla każdej liczby naturalnej \(n\) zachodzi nierówność) \[a_n> a_{n+1}\]
Ciąg liczbowy \((a_n)\) jest nierosnący, gdy jego wyrazy zmniejszają się ub pozostają niezmienione (równe) wraz ze wzrostem wartości indeksu \(n\): \[a_1\ge a_2\ge a_3\ge ...\] czyli \[\forall\, n\in\mathbb{N}\] (dla każdej liczby naturalnej \(n\) zachodzi nierówność) \[a_n\ge a_{n+1}\]
Istnieje też pojęcie monotoniczności w ścisłym sensie, co oznacza, że ciąg jest rosnący lub malejący.
Jak sprawdzić monotoniczność ciągu w praktyce?
Monotoniczność ciągu \((a_n)\) możesz ustalić analizując znak różnicy\[a_{n+1}-a_n\]lub, gdy ciąg \(a_n\) ma wyrazy dodatnie badając relację między liczbą 1, a wyrażeniem\[\frac{a_{n+1}}{a_n}\]Ciąg \((a_n)\) jest rosnący, gdy\[a_{n+1}-a_n>0\]lub gdy \(a_n>0\) dla każdego \(n\in\mathbb{N}\) oraz\[\frac{a_{n+1}}{a_n}>1\]Ciąg \((a_n)\) jest niemalejący, gdy\[a_{n+1}-a_n\ge 0\]lub gdy \(a_n>0\) dla każdego \(n\in\mathbb{N}\) oraz\[\frac{a_{n+1}}{a_n}\ge 1\]Ciąg \((a_n)\) jest malejący, gdy\[a_{n+1}-a_n<0\]lub gdy \(a_n>0\) dla każdego \(n\in\mathbb{N}\) oraz\[\frac{a_{n+1}}{a_n}<1\]Ciąg \((a_n)\) jest nierosnący, gdy\[a_{n+1}-a_n\le 0\]lub gdy \(a_n>0\) dla każdego \(n\in\mathbb{N}\) oraz\[\frac{a_{n+1}}{a_n}\le 1\]
Komentarzy (0)