Math Problem Statement

Aratati ca sirul este convergent: \sqrt{n+1}-\sqrt{n}

Solution

Pentru a demonstra că șirul n+1n\sqrt{n+1} - \sqrt{n} este convergent, vom analiza comportamentul său când nn \to \infty.

Pasul 1: Rescrierea expresiei

Folosim conjugatul pentru a simplifica expresia: n+1n=(n+1n)(n+1+n)n+1+n=(n+1)nn+1+n=1n+1+n.\sqrt{n+1} - \sqrt{n} = \frac{(\sqrt{n+1} - \sqrt{n})(\sqrt{n+1} + \sqrt{n})}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}} = \frac{(n+1) - n}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}} = \frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}}.

Pasul 2: Comportamentul la infinit

Când nn \to \infty, numitorul n+1+n\sqrt{n+1} + \sqrt{n} crește foarte mult. Mai precis: n+1+n2ndeoarece n+1 și n sunt foarte apropiate.\sqrt{n+1} + \sqrt{n} \sim 2\sqrt{n} \quad \text{deoarece } \sqrt{n+1} \text{ și } \sqrt{n} \text{ sunt foarte apropiate}.

Astfel, șirul devine: n+1n12n.\sqrt{n+1} - \sqrt{n} \sim \frac{1}{2\sqrt{n}}.

Pasul 3: Limită și convergență

12n0\frac{1}{2\sqrt{n}} \to 0 când nn \to \infty. Deoarece șirul tinde către 0, acesta este convergent.

Concluzie

Șirul n+1n\sqrt{n+1} - \sqrt{n} este convergent și are limita: limn(n+1n)=0.\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n+1} - \sqrt{n}) = 0.


Întrebări adiționale:

  1. Cum putem demonstra că șirul este monoton descrescător?
  2. Ce proprietăți suplimentare au șirurile cu limite finite?
  3. Cum putem extinde demonstrația pentru alte expresii similare, de exemplu n+an\sqrt{n+a} - \sqrt{n}?
  4. Care este viteza de convergență a acestui șir spre 0?
  5. Cum putem verifica numeric limitele unui șir dat?

Tip: Folosiți conjugatul atunci când simplificați expresii cu radicali; acest truc ajută la eliminarea diferențelor în numitor.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Sequence Convergence
Limits
Radicals and Simplification

Formulas

\sqrt{n+1} - \sqrt{n} = \frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}}
Limit: \lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}} = 0

Theorems

Limit Theorem for Sequences

Suitable Grade Level

Grades 11-12