Regolarità successione monotona
Sia an una successione monotona crescente (decrescente).
an < an+1 ∀n (an > an+1 ∀n) (1) ⇒ ∃ lim an = sup an (lim an = inf an) (2)
Dimostrazione
Pongo L = sup an, grazie alle caratteristiche di estremo superiore abbiamo che
an ≤ L ∀n ∈ ℕ (def di maggiorante) (3)
∀ε>0 ∃n ∈ ℕ : anε > L - ε (min maggiorante) (4)
Da (1), (3) e (4) troviamo
L - ε < anε ≤ an ≤ L ≤ L + ε
Dunque segue che ∀ε>0 ∃n ∈ ℕ : ∀n ≥ nε |an - L| < ε (def di limite)
In modo analogo si dimostra il teorema per le successioni decrescenti.
Regolarità
Sia an una successione monotona crescente (decrescente).
(1) an < an+1 ∀n (an > an+1 ∀n) ⇒ ∃ lim an = supn (lim an = infn) (2)
Dimostrazione
Pongo L = sup an, grazie alle caratteristiche di estremo superiore abbiamo che
- an ≤ L ∀n ∈ ℕ (def di maggiorante) (3)
- ∀ε > 0 ∃n ∈ ℕ : an > L−ε (min maggiorante) (4)
Da (1), (3) e (4) troviamo
L−ε < anε ≤ an ≤ L ≤ L + ε
Dunque segue che ∀ε > 0 ∃nε ∈ ℕ : ∀n ≥ n|an−L | < ε (def di limite)
In modo analogo si dimostra il teorema per le successioni decrescenti.
Criterio della radice/rapporto
≥ 0
+1/ → √ → L < 1 ⟹ → 0+ (1)
L > 1 ⟹ → ∞ (2) L = 1 NON si può utilizzare il criterio
Dimostrazione
Caso 1: √ → ⟹ √ sta in un intorno di .
Scegliamo un intorno di abbastanza piccolo tale che il margine destro sia < 1,∀ε > 0, | − | < ε del (del limite).
0 < √ < + ε
0 ≤ < ( + ε) per il teorema del confronto
→ 0 (poiché ( + ε) → 0 infatti 0 < < + ε < 1)
Caso 2: √ → ⟹ √ sta in un intorno di .
Scegliamo un intorno abbastanza piccolo tale che il margine sinistro sia > 1. + ε ≤ √ ≤ inf
( + ε) ≤ ≤ inf per il teorema del confronto
→ ∞
Teorema degli zeri
Se f continua in [a,b]
se f(a)∙f(b)<0 ⇒ ∃c∈[a,b] t.c f(c)=0.
Dimostrazione
Utilizziamo l'algoritmo di bisezione:
c=(a+b)/2;
while (f(c)!=0) {
- if (f(c)<0) then a=c,
- else b=c;
- c=(a+b)/2;
}
[an,bn] intervallo all'n-esimo passo
I=[a,n] intervallo iniziale
|Tn| lunghezza dell'intervallo = bn-an
Ad ogni passo si dimezza la lunghezza: |Tn|=|Tn-1|/2 fino ad arrivare a |Tn|=|I|/2n
Dopo ogni passo notiamo che l'estremo sinistro cresce con ≥ mentre l'estremo destro decresce.
an-1<an<bn≤bn-1 crescente decrescente
Essendo successioni monotone, ammettono limite
lim an:=supan lim bn:=infbn → c
lim (bn-an)=lim |Tn|=lim |I|/2n=0 → infan
Voglio dimostrare che P(c)=0.
So che an→c e bn→c. Inoltre f(an