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Lektion 16 — Zahlenfolgen
Folge als Funktion mit Definitionsbereich ℕ. Rekursionen, Monotonie, Beschränktheit. Vorhof der Grenzwerte.
Used in: 1.º ano do EM (15 anos) · Math B japonês (cap. 数列) · Calculus I — US — preview
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Definition und Eigenschaften
Wie man eine Folge beschreibt
- Explizite Formel (allgemeines Glied): — Glieder
- Rekursion: , — gleiches Ergebnis.
- Beschreibung: "n-te Primzahl" — (ohne geschlossene Formel).
Monotonie
- Streng monoton wachsend: .
- Monoton wachsend: .
- Streng monoton fallend: .
- Konstant: .
Beschränktheit
ist beschränkt, wenn es ein mit für alle gibt. Nach oben beschränkt, wenn ; nach unten, wenn .
Intuitive Konvergenz (formalisiert in Lektion 19)
konvergiert gegen , wenn " sich beliebig nahe an annähert, wenn groß ist". Formal (Lektion 41 — Trim 5):
Exercise list
35 exercises · 8 with worked solution (25%)
Application 16Understanding 18Modeling 1
- Ex. 16.1ApplicationSchreibe die ersten 5 Glieder von .
- Ex. 16.2ApplicationSchreibe die ersten 5 Glieder von .
- Ex. 16.3ApplicationAnswer keySchreibe die ersten 5 Glieder von .
- Ex. 16.4ApplicationFinde das allgemeine Glied von
- Ex. 16.5ApplicationFinde das allgemeine Glied von (Hinweis: .)
- Ex. 16.6ApplicationFinde das allgemeine Glied von
- Ex. 16.7ApplicationFinde das allgemeine Glied von
- Ex. 16.8ApplicationBerechne für .
- Ex. 16.9ApplicationFür welches gilt , wenn ?
- Ex. 16.10ApplicationAnswer keyWie viele Glieder der Folge sind kleiner als 200?
- Ex. 16.11ApplicationFolge: , . Berechne die ersten 5 Glieder.
- Ex. 16.12ApplicationFibonacci: , . Berechne bis .
- Ex. 16.13ApplicationFolge: , . Berechne bis .
- Ex. 16.14ApplicationZeige, dass die Fibonacci-Folge erfüllt (Cassini-Identität).
- Ex. 16.15ApplicationFinde eine explizite Formel für , . (Geometrisch.)
- Ex. 16.16ApplicationFolge: , . Allgemeines Glied?
- Ex. 16.17UnderstandingZeige durch Induktion, dass erfüllt , .
- Ex. 16.18UnderstandingAnswer keyFolge , (Newton-Iteration für ). Berechne . Vergleiche mit .
- Ex. 16.19UnderstandingZeige, dass die Folge mit explodiert (gegen unendlich geht).
- Ex. 16.20UnderstandingModelliere die Folge "Anzahl der Kaninchenpaare im -ten Monat" (Fibonacci) und begründe die Rekursion.
- Ex. 16.21UnderstandingZeige, dass fallend und nach unten durch 1 beschränkt ist.
- Ex. 16.22UnderstandingZeige, dass wachsend und nach oben durch 2 beschränkt ist.
- Ex. 16.23UnderstandingIst die Folge beschränkt? Wachsend?
- Ex. 16.24UnderstandingAnswer keyZeige, dass fallend und durch 1 beschränkt ist.
- Ex. 16.25UnderstandingFür welches gilt ? (Antwort: .)
- Ex. 16.26UnderstandingZeige, dass wachsend ist. (Schwer — Vorschau auf die Zahl .)
- Ex. 16.27UnderstandingAnswer keyIst die Folge beschränkt? Konvergent?
- Ex. 16.28UnderstandingAnswer keyBerechne für die Folge , ab welchem gilt .
- Ex. 16.29UnderstandingWelchem Wert "nähert sich" , wenn ?
- Ex. 16.30UnderstandingWelchem Wert "nähert sich" , wenn ?
- Ex. 16.31UnderstandingKonvergiert die Folge ? Begründe intuitiv.
- Ex. 16.32UnderstandingWelchem Wert nähert sich ?
- Ex. 16.33UnderstandingIst die Folge konvergent?
- Ex. 16.34UnderstandingAnswer keyWelchem Wert nähert sich die Folge ?
- Ex. 16.35ModelingAnswer keyModelliere die Temperatur eines abkühlenden Kaffees: pro Minute. Welchem Wert strebt sie zu?
Quellen dieser Lektion
- Algebra and Trigonometry — Jay Abramson et al. (OpenStax) · 2022, 2. Aufl. · EN · CC-BY · §11.1: Einführung in Folgen.
- Basic Analysis: Introduction to Real Analysis (Vol. I) — Jiří Lebl · 2024, v6.0 · EN · CC-BY-SA · §2.1: Folgen und Konvergenz. Primärquelle für Block D.
- Book of Proof — Richard Hammack · 2018, 3. Aufl. · EN · frei · Kap. 10: Induktion und Rekursionen.