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Rechnung nachvollziehen: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:23 So 07.11.2004
Autor: steelscout

Hi,
diesmal habe ich keine Frage zu einem Problem, ich habe quasi den Lösungsweg, der mir aber total unverständlich erscheint. Unser Prof hatte da wie wild mit Zahlen jongliert, was mir alles andere als legitim schien. Auch beim Nachbearbeiten der Vorlesung bin ich da nicht durchgestiegen.
Es geht um den Grenzwert der Folge
[mm] b_{n}=(\bruch{2n+3}{2n+1})^{n+2} [/mm]
Das wurde "irgendwie" aufgespalten als
[mm] (\bruch{2n+3}{2n+1})^{2n+1}=(\bruch{2n+3}{2n+2})^{2n+2}*(\bruch{2n+2}{2n+1})^{2n+1}*(\bruch{2n+2}{2n+3}) [/mm]
[mm] (\bruch{2n+3}{2n+1})^{2n+1}=x_{2n+2}*x_{2n+1}*(\bruch{2n+2}{2n+3}) [/mm]
[mm] (\bruch{2n+3}{2n+1})^{2n+4}=x_{2n+2}*x_{2n+1}*(\bruch{2n+2}{2n+3})*(\bruch{2n+3}{2n+1})^{3} [/mm]
[mm] (\bruch{2n+3}{2n+1})^{n+2}=\wurzel{x_{2n+2}}*\wurzel{x_{2n+1}}*\wurzel{(\bruch{2n+2}{2n+3})*(\bruch{2n+3}{2n+1})^{3}} [/mm]

lim [mm] b_{n}=\wurzel{e}*\wurzel{e}*1=e [/mm]

Es erscheint mir völlig unklar, wie er das umschreibt, überall ändert sich mal eine Zahl, am Ende kommt was viel komplizierteres raus, aber plötzlich weiß er, dass der Grenzwerte davon e ist?
Vielleicht kann einer von euch Licht in das Dunkel bringen.

        
Bezug
Rechnung nachvollziehen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:44 So 07.11.2004
Autor: Stefan

Hallo steelscout!

Das sind alles recht einfache Schritte, ich erkläre sie dir.

>  Es geht um den Grenzwert der Folge
>   [mm]b_{n}=(\bruch{2n+3}{2n+1})^{n+2} [/mm]

>  Das wurde "irgendwie" aufgespalten als
>  
> [mm](\bruch{2n+3}{2n+1})^{2n+1}=(\bruch{2n+3}{2n+2})^{2n+2}*(\bruch{2n+2}{2n+1})^{2n+1}*(\bruch{2n+2}{2n+3}) [/mm]

Also, das sind ja nur die Potenzgesetze, ich denke mal das ist klar (ist schließlich Mittelstufenmathematik). Wenn nicht, dann frage bitte noch einmal nach. :-)

> [mm](\bruch{2n+3}{2n+1})^{2n+1}=x_{2n+2}*x_{2n+1}*(\bruch{2n+2}{2n+3}) [/mm]

Hier habt ihr anscheinend vorher die Folge

[mm] $x_n= \left( 1 + \frac{1}{n} \right)^n$ [/mm]

eingeführt.

Nun gilt:

[mm] $\left(\bruch{2n+3}{2n+2} \right)^{2n+2} [/mm] = [mm] \left( \bruch{2n+2+1}{2n+2} \right)^{2n+2} [/mm] = [mm] \left( 1 + \frac{1}{2n+2} \right)^{2n+2} [/mm] = [mm] x_{2n+2}$. [/mm]
  

> [mm](\bruch{2n+3}{2n+1})^{2n+4}=x_{2n+2}*x_{2n+1}*(\bruch{2n+2}{2n+3})*(\bruch{2n+3}{2n+1})^{3} [/mm]

Hier wurde auf beiden Seiten der Gleichung mit

[mm] $\left(\bruch{2n+3}{2n+1} \right)^3$ [/mm]

multipliziert und dabei wieder eines der Potenzgesetze angewendet.

> [mm](\bruch{2n+3}{2n+1})^{n+2}=\wurzel{x_{2n+2}}*\wurzel{x_{2n+1}}*\wurzel{(\bruch{2n+2}{2n+3})*(\bruch{2n+3}{2n+1})^{3}} [/mm]

Hier wurde auf beiden Seiten der Gleichung die Wurzel gezogen (und dabei ein Potenzgesetz angewendet).
  

> lim [mm]b_{n}=\wurzel{e}*\wurzel{e}*1=e [/mm]

Der letzte Audruck strebt auf Grund der Grenzwertsätze (und da die Wurzelfunktion stetig ist) gegen $1$, da die inneren Brüche offenbar gegen $1$ streben.

Weiterhin habt ihr sicherlich vorher gezeigt, dass

[mm] $\lim\limits_{n \to \infty} x_n [/mm] = [mm] \lim\limits_{n \to \infty} \left( 1 + \frac{1}{n} \right)^n [/mm] = e$

gilt. Daher gilt aber auch:

[mm] $\lim\limits_{n \to \infty} x_{2n+2} [/mm] = e$

und

[mm] $\lim\limits_{n \to \infty} x_{2n+1} [/mm] =  e$.

Ich hoffe, dass damit alle Unklarheiten beseitigt sind. Wenn nicht, dann frage bitte noch einmal nach. :-)

Liebe Grüße
Stefan

Bezug
                
Bezug
Rechnung nachvollziehen: Kleine Nachfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:29 So 07.11.2004
Autor: steelscout

Ah, ok also quasi ein Rückgriff auf eine Folge die gegen e geht.
Danke dir! Das erklärt so einiges.

> [mm](\bruch{2n+3}{2n+1})^{2n+1}=(\bruch{2n+3}{2n+2})^{2n+2}*(\bruch{2n+2}{2n+1})^{2n+1}*(\bruch{2n+2}{2n+3}) [/mm]
>  
> Also, das sind ja nur die Potenzgesetze, ich denke mal das
> ist klar (ist schließlich Mittelstufenmathematik). Wenn
> nicht, dann frage bitte noch einmal nach. :-)

Meine Mittelstufenmathematik scheint wohl eingerostet,
den das kann ich irgendwie noch immer nicht nachvollziehen *schäm*

Bezug
                        
Bezug
Rechnung nachvollziehen: ;-)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 00:03 Mo 08.11.2004
Autor: Stefan

Hallo steescout!

Macht ja nichts. ;-)

Hier die Rechnung (seeehr ausführlich ;-)):

[mm]\left(\bruch{2n+3}{2n+2} \right)^{2n+2}*\left(\bruch{2n+2}{2n+1} \right)^{2n+1}* \left(\bruch{2n+2}{2n+3} \right)[/mm]

[mm]= \left(\bruch{2n+3}{2n+2} \right)^{2n+2}*\left(\bruch{2n+2}{2n+1} \right)^{2n+1}*\left(\bruch{2n+3}{2n+2} \right)^{-1}[/mm]

(Regel: [mm]\green{\frac{a}{b} = \left( \frac{b}{a} \right)^{-1}}[/mm])

[mm]= \left(\bruch{2n+3}{2n+2} \right)^{2n+2}*\left(\bruch{2n+3}{2n+2}\right)^{-1} \cdot \left(\bruch{2n+2}{2n+1} \right)^{2n+1}[/mm]

(Kommutativgesetz der Multiplikation)

[mm]= \left(\bruch{2n+3}{2n+2}\right)^{2n+2-1} \cdot \left(\bruch{2n+2}{2n+1} \right)^{2n+1}[/mm]

(Potenzgesetz: [mm]\green{a^n \cdot a^m = a^{n+m}})[/mm]

[mm]= \left( \bruch{2n+3}{2n+2} \right)^{2n+1} \cdot \left(\bruch{2n+2}{2n+1} \right)^{2n+1}[/mm]

(klar)

[mm]= \left(\bruch{2n+3}{2n+2} \cdot\bruch{2n+2}{2n+1}\right)^{2n+1}[/mm]

(Potenzgesetz: [mm] $\green{a^n \cdot b^n = (a \cdot b)^n}$) [/mm]

[mm]\left(\bruch{2n+3}{2n+1}\right)^{2n+1}[/mm].

(Kürzen)

Liebe Grüße
Stefan


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