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Matemática · Glossário

O que é Sequência convergente?

Também chamado de: limite de uma sequência

Definição 20.10 Matemática do ensino médio · Capítulo 20 — Sequências

Uma sequência (un)(u_n) converge para o número real ℓ\ell se todo intervalo aberto que contém ℓ\ell contém todos os termos unu_n a partir de um certo índice. Escrevemos então lim⁡n→+∞un=ℓ\lim\limits_{n\to+\infty} u_n = \ell.

Equivalentemente: para todo ε>0\varepsilon > 0, existe N∈NN \in \N tal que, para todo n≥Nn \geq N, ∣un−ℓ∣≤ε\abs{u_n - \ell} \leq \varepsilon.

Convergência de u_n = 2 + (-1)n/n para = 2: dado > 0, todos os termos a partir do índice N ficam na faixa [ - , + ].
Convergência de un=2+(−1)nnu_n = 2 + \frac{(-1)^n}{n} para ℓ=2\ell = 2: dado ε>0\varepsilon > 0, todos os termos a partir do índice NN ficam na faixa [ℓ−ε, ℓ+ε]\intcc{\ell-\varepsilon}{\ell+\varepsilon}.

Exemplos

Exemplo 20.22

Sejam u0=2u_0 = 2 e un+1=12(un+2un)u_{n+1} = \frac{1}{2}\left(u_n + \frac{2}{u_n}\right). Verifica-se por indução que un≥2u_n \geq \sqrt{2} para todo nn (a desigualdade 12(x+2/x)≥2\frac{1}{2}(x + 2/x) \geq \sqrt{2} para x>0x>0 equivale a (x−2)2≥0(x - \sqrt2)^2 \geq 0) e, em seguida, que (un)(u_n) é decrescente, pois

un+1−un=2−un22un≤0.u_{n+1}-u_n=\frac{2-u_n^2}{2u_n}\leq 0 .

Decrescente e limitada inferiormente, (un)(u_n) converge para algum ℓ≥2\ell \geq \sqrt{2}, que deve satisfazer ℓ=12(ℓ+2/ℓ)\ell = \frac{1}{2}(\ell + 2/\ell), isto é, ℓ2=2\ell^2 = 2. Logo un→2u_n \to \sqrt{2}. Esse é o algoritmo de Heron, já usado pelos babilônios; sua convergência é extremamente rápida (u3u_3 já dá 2\sqrt 2 com oito casas decimais corretas).

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