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Lección 19 — Límite intuitivo de sucesiones

¿A dónde va 1/n? ¿Y (1+1/n)^n? Concepto intuitivo de límite — puente explícito al cálculo formal del Trim 5.

Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math I japonês — preview cap. 6 · Equiv. Klasse 11 alemã — Folgen

limnan=L\lim_{n \to \infty} a_n = L
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Concepto intuitivo

La pregunta central

Dada una sucesión (an)(a_n), ¿a qué valor (si lo hay) se aproximan los términos cuando nn \to \infty?

Cuando ese valor existe, decimos que la sucesión converge y escribimos limnan=L\lim_{n \to \infty} a_n = L.

Definición intuitiva

liman=L\lim a_n = L significa: los términos ana_n se vuelven arbitrariamente cercanos a LL cuando nn es suficientemente grande.

"Arbitrariamente" y "suficientemente" son justamente lo que se formaliza con \eps\eps y NN en la Lección 41: \eps>0,N:nNanL<\eps\forall \eps > 0, \exists N : n \geq N \Rightarrow |a_n - L| < \eps

Límites notables

SucesiónLímiteJustificación intuitiva
1/n1/n00términos cada vez menores
1/nk1/n^k (k>0k > 0)00ídem, más rápido
qnq^n ($q< 1$)
qnq^n ($q> 1$)
(1+1/n)n(1 + 1/n)^n\e2,71828\e \approx 2{,}71828número de Euler
nn\sqrt[n]{n}11(truco con logaritmo)
nk/ann^k / a^n (a>1a > 1)00exponencial crece más rápido que polinomio

Operaciones con límites

Si liman=A\lim a_n = A y limbn=B\lim b_n = B (ambos finitos):

  • lim(an+bn)=A+B\lim(a_n + b_n) = A + B
  • lim(anbn)=AB\lim(a_n \cdot b_n) = A \cdot B
  • lim(an/bn)=A/B\lim(a_n / b_n) = A/B (si B0B \neq 0)
  • limcan=cA\lim c \cdot a_n = c A (cc constante)

Sucesiones que NO convergen

  • Divergen a ±\pm \infty: an=na_n = n, an=2na_n = 2^n.
  • Oscilan: an=(1)na_n = (-1)^n — alterna 1 y 1-1, no tiende a nada.

Exercise list

35 exercises · 8 with worked solution (25%)

Application 15Understanding 11Modeling 7Challenge 2
  1. Ex. 19.1Application
    limn1/n=?\lim_{n \to \infty} 1/n = ?
  2. Ex. 19.2Application
    lim1/n2=?\lim 1/n^2 = ?
  3. Ex. 19.3Application
    lim(1/2)n=?\lim (1/2)^n = ?
  4. Ex. 19.4Application
    lim2n=?\lim 2^n = ?
  5. Ex. 19.5ApplicationAnswer key
    lim(n+1)/n=?\lim (n+1)/n = ?
  6. Ex. 19.6ApplicationAnswer key
    lim(3n+5)/(n+2)=?\lim (3n + 5)/(n + 2) = ?
  7. Ex. 19.7Application
    limn/2n=?\lim n/2^n = ? (La exponencial crece más rápido.)
  8. Ex. 19.8Application
    limn2/n=?\lim n^2 / n = ?
  9. Ex. 19.9ApplicationAnswer key
    lim(1)n/n=?\lim (-1)^n / n = ?
  10. Ex. 19.10Application
    lim(1)n=?\lim (-1)^n = ?
  11. Ex. 19.11Application
    lim(2n2+3)/(n2+1)=?\lim (2n^2 + 3)/(n^2 + 1) = ?
  12. Ex. 19.12Application
    lim1/n=?\lim 1/\sqrt{n} = ?
  13. Ex. 19.13Application
    lim(n+1n)=?\lim (\sqrt{n+1} - \sqrt{n}) = ?
  14. Ex. 19.14Application
    lim(1+1/n)n=?\lim (1 + 1/n)^n = ? (Resp: ee.)
  15. Ex. 19.15Application
    lim5/n3=?\lim 5/n^3 = ?
  16. Ex. 19.16UnderstandingAnswer key
    Decide si an=(1)n+1/na_n = (-1)^n + 1/n converge.
  17. Ex. 19.17Understanding
    an=nsin(1/n)a_n = n \sin(1/n). ¿Límite? (Resp: 1.)
  18. Ex. 19.18Understanding
    an=(3n1)/(2n+5)a_n = (3n - 1)/(2n + 5). ¿Límite?
  19. Ex. 19.19Understanding
    an=2+(0,5)na_n = 2 + (-0{,}5)^n. ¿Converge? ¿A qué?
  20. Ex. 19.20Understanding
    an=cos(nπ)a_n = \cos(n\pi). ¿Converge?
  21. Ex. 19.21Understanding
    an=(1+2/n)na_n = (1 + 2/n)^n. Límite. (Resp: e2e^2.)
  22. Ex. 19.22Understanding
    an=n!/nna_n = n!/n^n. ¿Converge?
  23. Ex. 19.23Understanding
    an=1+1/2+1/3++1/na_n = 1 + 1/2 + 1/3 + \ldots + 1/n (armónica parcial). ¿Converge? (No — diverge a \infty.)
  24. Ex. 19.24Understanding
    an=sinn/na_n = \sin n / n. ¿Converge? Por sándwich.
  25. Ex. 19.25UnderstandingAnswer key
    an=(n+1)2/n3a_n = (n+1)^2 / n^3. ¿Límite?
  26. Ex. 19.26Modeling
    Condensador descargándose: Vn=V0(0,9)nV_n = V_0 (0{,}9)^n. ¿A qué valor tiende?
  27. Ex. 19.27ModelingAnswer key
    Iteración de Newton: an+1=(an+2/an)/2a_{n+1} = (a_n + 2/a_n)/2. ¿A qué valor converge si a1=1a_1 = 1? (Resp: 2\sqrt 2.)
  28. Ex. 19.28Modeling
    Modelado: la temperatura sigue Tn=25+500,9nT_n = 25 + 50 \cdot 0{,}9^n. ¿A qué valor tiende? (Temperatura ambiente: 25°C.)
  29. Ex. 19.29ModelingAnswer key
    En estadística, la media muestral Xˉn\bar X_n tiende a la media poblacional μ\mu (Ley de los Grandes Números). Concepto intuitivo.
  30. Ex. 19.30Modeling
    En capitalización continua, limn(1+r/n)n=er\lim_{n \to \infty} (1 + r/n)^n = e^r. Para r=0,1r = 0{,}1, calcula numéricamente e0,1e^{0{,}1}.
  31. Ex. 19.31Modeling
    El área del polígono regular de nn lados inscrito en el círculo unitario tiende a π\pi cuando nn \to \infty. (Arquímedes.)
  32. Ex. 19.32Modeling
    Cálculo numérico: el error del método de Euler decae como 1/n1/n (con nn pasos). ¿A qué valor tiende?
  33. Ex. 19.33UnderstandingAnswer key
    Muestra intuitivamente que el límite, si existe, es único.
  34. Ex. 19.34Challenge
    a1=1a_1 = 1, an+1=2+ana_{n+1} = \sqrt{2 + a_n}. ¿A qué valor converge? (Resp: 2 — resuelve L=2+LL = \sqrt{2 + L}.)
  35. Ex. 19.35Challenge
    Muestra que si anLa_n \to L y L>0L > 0, entonces existe NN tal que an>L/2a_n > L/2 para todo nNn \geq N. (Avance de \eps\eps-NN.)

Fuentes de esta lección

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

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