Menggunakan definisi konvergensi, bagaimana anda membuktikan bahawa urutan {2 ^ -n} menumpuk dari n = 1 ke tak terhingga?

Menggunakan definisi konvergensi, bagaimana anda membuktikan bahawa urutan {2 ^ -n} menumpuk dari n = 1 ke tak terhingga?
Anonim

Jawapan:

Gunakan sifat fungsi eksponen untuk menentukan N seperti # | 2 ^ (- n) -2 ^ (- m) | <epsilon # untuk setiap # m, n> N #

Penjelasan:

Takrif penumpuan menyatakan bahawa # {a_n} # menumpukan jika:

#AA epsilon> 0 "" EE N: AA m, n> N "" | a_n-a_m | <epsilon #

Jadi, diberikan #epsilon> 0 # ambil #N> log_2 (1 / epsilon) # dan # m, n> N # dengan #m <n #

Sebagai #m <n #, # (2 ^ (- m) - 2 ^ (- n))> 0 # jadi # | 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) | = 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) #

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) = 2 ^ (- m) (1- 2 ^ (m-n)) #

Sekarang sebagai # 2 ^ x # sentiasa positif, # (1- 2 ^ (m-n)) <1 #, jadi

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) <2 ^ (- m) #

Dan sebagai # 2 ^ (- x) # sangat ketat dan #m> N> log_2 (1 / epsilon) #

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) <2 ^ (- m) <2 ^ (- N) <2 ^ (- log_2 (1 / epsilon) #

Tetapi:

# 2 ^ (- log_2 (1 / epsilon)) = 2 ^ (log_2 (epsilon)) = epsilon #

Jadi:

# | 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) | <epsilon #

Q.E.D.