الرياضيات · المسرد

ما معنى المتتالية المتقاربة؟

يُعرف أيضًا باسم: نهاية متتالية

تعريف 20.10 رياضيات المرحلة الثانوية · الفصل 20 — المتتاليات

تتقارب المتتالية (un)(u_n) إلى العدد الحقيقي \ell إذا كانت كل فترة مفتوحة تحوي \ell تحوي كل الحدود unu_n ابتداءً من دليل ما. ونكتب عندئذٍ limn+un=\lim\limits_{n\to+\infty} u_n = \ell.

وبصيغة مكافئة: من أجل كل ε>0\varepsilon > 0، يوجد NNN \in \N بحيث يكون من أجل كل nNn \geq N، unε\abs{u_n - \ell} \leq \varepsilon.

تقارب u_n = 2 + (-1)n/n إلى = 2: فإذا أُعطي > 0، وقعت كل الحدود ابتداءً من الدليل N في الشريط [ - , + ].
تقارب un=2+(1)nnu_n = 2 + \frac{(-1)^n}{n} إلى =2\ell = 2: فإذا أُعطي ε>0\varepsilon > 0، وقعت كل الحدود ابتداءً من الدليل NN في الشريط [ε,+ε]\intcc{\ell-\varepsilon}{\ell+\varepsilon}.

أمثلة

مثال 20.22

ليكن u0=2u_0 = 2 و un+1=12(un+2un)u_{n+1} = \frac{1}{2}\left(u_n + \frac{2}{u_n}\right). ويُتحقق بالتراجع من أن un2u_n \geq \sqrt{2} من أجل كل nn (فالمتراجحة 12(x+2/x)2\frac{1}{2}(x + 2/x) \geq \sqrt{2} من أجل x>0x>0 تكافئ (x2)20(x - \sqrt2)^2 \geq 0)، ثم من أن (un)(u_n) متناقصة، إذ

un+1un=2un22un0.u_{n+1}-u_n=\frac{2-u_n^2}{2u_n}\leq 0 .

وبما أنها متناقصة ومحدودة من الأسفل، فإن (un)(u_n) تتقارب إلى 2\ell \geq \sqrt{2} ما، ولا بد أن يحقق =12(+2/)\ell = \frac{1}{2}(\ell + 2/\ell)، أي 2=2\ell^2 = 2. ومنه un2u_n \to \sqrt{2}. وهذه خوارزمية هيرون، وقد استعملها البابليون من قبل؛ وتقاربها سريع جدًا (u3u_3 يعطي 2\sqrt 2 بثمانية أرقام عشرية أصلًا).

اقرأ في الفصل ←