Matematică, întrebare adresată de serbanandreeia, 9 ani în urmă

nu stiu sa rezolv in continuare, va rog sa ma ajutati ​

Anexe:

Rayzen: Care e cerința?
Rayzen: Se cere să se scrie o relație recursivă pentru funcția In?
halogenhalogen: Poate limita de nIn
halogenhalogen: pentru n -> infinit
Rayzen: Ar fi frumos daca s-ar cere asta.
halogenhalogen: Asa cred ca se cere limita :)
serbanandreeia: nu
serbanandreeia: da se cere limita cand n tinde la infinit
serbanandreeia: din integrala respectivq
Rayzen: mai ai nevoie de ea?

Răspunsuri la întrebare

Răspuns de steopoaiev
3

Răspuns:

Explicație pas cu pas:

I_{n+1} - I_{n}=\int\limits^1_0 {\frac{x^{n+1} }{x^{2}+3x+2 }} \, dx -\int\limits^1_0 {\frac{x^{n} }{x^{2}+3x+2 }} \, dx=\int\limits^1_0 {\frac{x^{n}(x-1) }{x^{2}+3x+2 }} \, dx

Cum x\leq 1I_{n+1}-I_{n}\leq 0I_{n+1}\leq I_{n}

Deci sirul In este descrescator

I_{n+2}+3I_{n+1}+2I_{n}= \int\limits^1_0 {\frac{x^{n+2} }{x^{2}+3x+2 }} \, dx+ 3\int\limits^1_0 {\frac{x^{n+1} }{x^{2}+3x+2 }} \, dx+2\int\limits^1_0 {\frac{x^{n} }{x^{2}+3x+2 }} \, dx=\int\limits^1_0 {\frac{x^{n}(x^{2} +3x+2_ }{x^{2}+3x+2 }} \, dx=\int\limits^1_0 {x^{n} } \, dx=\frac{x^{n+1} }{n+1}|^{1} _{0} =\frac{1}{n+1}

I_{n+2}+3I_{n+1}+2I_{n}=\frac{1}{n+1}, pentru orice n natural       (*)

I_{n+2}\leq I_{n}\\ I_{n+1}\leq I_{n}\\ I_{n+2}+3I_{n+1}+2I_{n}\leq I_{n}+3I_{n}+2I_{n}

\frac{1}{n+1}\leq 6I_{n}\frac{1}{6(n+1)}\leq I_{n}      (1)

In relatia  (*) inlocuim n cu n-2

I_{n}+3I_{n-1}+2I_{n-2}=\frac{1}{n-1}\\ I_{n-2}\geq I_{n}\\ I_{n-1}\geq I_{n}\\ I_{n-2}+3I_{n-1}+2I_{n}\geq I_{n}+3I_{n}+2I_{n}

\frac{1}{n-1}\geq 6I_{n}\frac{1}{6(n-1)}\geq I_{n}      (2)

din (1) si (2) ⇒ \frac{1}{6(n+1)}\leq I_{n}\leq \frac{1}{6(n-1)}

\frac{n}{6(n+1)}\leq nI_{n}\leq \frac{n}{6(n-1)}

\lim_{n \to \infty} nI_n =\frac{1}{6}

Răspuns de Rayzen
2

\displaystyle n\int_0^1\dfrac{x^n}{x^2+3x+2}\, dx = n\int_{0}^1\dfrac{x^n}{(x+1)(x+2)}\, dx =\\ \\ = \int_{0}^1\Big(\dfrac{2}{x+2}-\dfrac{1}{x+1}\Big)\cdot nx^{n-1}\, dx = \\ \\ = \int_{0}^1\Big(\dfrac{2}{x+2}-\dfrac{1}{x+1}\Big)\cdot (x^{n})'\, dx= \\ \\ = \dfrac{1}{6}-\int_{0}^1 \Bigg(-\dfrac{2}{(x+2)^2}+\dfrac{1}{(x+1)^2}\Bigg)x^{n}\, dx =\\ \\ = \dfrac{1}{6}-\int_{0}^1 \Bigg(\dfrac{x^n}{(x+1)^2}-\dfrac{2x^n}{(x+2)^2}\Bigg)\, dx

\displaystyle $\begin{align*} \displaystyle \Big|\int_0^1 \Bigg(\frac{x^n}{(x+1)^2} - \frac{2x^n}{(x+2)^2}\Bigg) \, dx\Big| &\leq \int_0^1 \Bigg|\frac{x^n}{(x+1)^2} - \frac{2x^n}{(x+2)^2}\Bigg| \, dx\\ &\leq \displaystyle \int_0^1 \Bigg(\frac{x^n}{(x+1)^2} + \frac{2x^n}{(x+2)^2}\Bigg) \, dx\\ &\leq \displaystyle \int_0^1 \Bigg(\frac{x^n}{(0+1)^2} + \frac{2x^n}{(0+2)^2}\Bigg) \, dx\\ &= \displaystyle \frac{3}{2(n+1)} \end{align*}\tag*{}$

\displaystyle - \dfrac{3}{2(n+1)}\leq \int_0^1 \Bigg(\frac{x^n}{(x+1)^2} - \frac{2x^n}{(x+2)^2}\Bigg) \, dx\leq \dfrac{3}{2(n+1)} \\ \\ \\\Rightarrow 0\leq \lim\limits_{n\to \infty}\int_0^1 \Bigg(\frac{x^n}{(x+1)^2} - \frac{2x^n}{(x+2)^2}\Bigg) \, dx \leq 0 \\ \\ \Rightarrow \lim\limits_{n\to \infty}\int_0^1 \Bigg(\frac{x^n}{(x+1)^2} - \frac{2x^n}{(x+2)^2}\Bigg) \, dx = 0\\ \\ \\\Rightarrow \lim\limits_{n\to \infty}nI_n = \dfrac{1}{6}-0 = \boxed{\dfrac{1}{6}}

Alte întrebări interesante