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Grenzwerte berechnen: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:16 Mi 18.08.2010
Autor: john_rambo

Aufgabe
Bestimmen SIe die folgenden Grenzwerte:

a) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{5n^2 + 1}{n - 3n^2} [/mm]

b) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{(n + 2)^3 - (n - 1)^3}{95n^3 + 39n} [/mm]

c) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel{n^2 + 2n} + n}{n + 2} [/mm]

d) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel[3]{n^2 + 3n}}{n + 4} [/mm]

e) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} (\wurzel{n^2 + 2} [/mm] - n)

f) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} [/mm] (1 + [mm] \bruch{1}{3n})^n [/mm]

a) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{5n^2 + 1}{n - 3n^2} [/mm] =  [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{5 + \bruch{1}{n^2}}{\bruch{1}{n} - 3} [/mm] = [mm] \bruch{5 + 0}{0 - 3} [/mm] = [mm] -\bruch{5}{3} [/mm]

b) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{(n + 2)^3 - (n - 1)^3}{95n^3 + 39n} [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{12n^2 + 16}{95n^3 + 39n} [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\bruch{12}{n} + \bruch{16}{n^3}}{95 + \bruch{39}{n^2}} [/mm]

c) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel{n^2 + 2n} + n}{n + 2} [/mm]
= [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel{n^2 + 2}}{n + 2} [/mm] + [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{n}{n + 2} [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \wurzel{\bruch{n^2 + 2n}{(n +2)^2}} [/mm] + [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{n}{n + 2} [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \wurzel{\bruch{n^2 + 2n}{n^2 + 4n + 4}} [/mm] + 1 = 1 + 1 = 2

d) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel[3]{n^2 + 3n}}{n + 4} [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \wurzel[3]{\bruch{n^2 + 3n}{(n + 4)^3}} [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \wurzel[3]{\bruch{n^2 + 3n}{n^3 + 12n^2 + 42n + 64}} [/mm] = 0

e) + f) Bei denen weiß ich nicht wie ich da anfangen soll. f) sieht noch wie die Folge ähnlich aus, die gegen e geht, aber ansonsten hab ich grad keine Ideen. Könnt ihr mir da Denkanstöße geben ?

        
Bezug
Grenzwerte berechnen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:27 Mi 18.08.2010
Autor: rainerS

Hallo!

> Bestimmen SIe die folgenden Grenzwerte:
>  
> a) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{5n^2 + 1}{n - 3n^2}[/mm]
>  
> b) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{(n + 2)^3 - (n - 1)^3}{95n^3 + 39n}[/mm]
>  
> c) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel{n^2 + 2n} + n}{n + 2}[/mm]
>  
> d) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel[3]{n^2 + 3n}}{n + 4}[/mm]
>  
> e) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} (\wurzel{n^2 + 2} - n)[/mm]
>  
> f) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty}[/mm] (1 + [mm]\bruch{1}{3n})^n[/mm]
>  a) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{5n^2 + 1}{n - 3n^2}[/mm]
> =  [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{5 + \bruch{1}{n^2}}{\bruch{1}{n} - 3}[/mm]
> = [mm]\bruch{5 + 0}{0 - 3}[/mm] = [mm]-\bruch{5}{3}[/mm]

[ok]

> b) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{(n + 2)^3 - (n - 1)^3}{95n^3 + 39n}[/mm]
> = [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{12n^2 + 16}{95n^3 + 39n}[/mm]
> = [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\bruch{12}{n} + \bruch{16}{n^3}}{95 + \bruch{39}{n^2}}[/mm]

OK, aber was kommt heraus?

> c) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel{n^2 + 2n} + n}{n + 2}[/mm]
>  
>  = [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel{n^2 + 2}}{n + 2}[/mm]
> + [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{n}{n + 2}[/mm] =
> [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \wurzel{\bruch{n^2 + 2n}{(n +2)^2}}[/mm]
> + [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{n}{n + 2}[/mm] =
> [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \wurzel{\bruch{n^2 + 2n}{n^2 + 4n + 4}}[/mm]
> + 1 = 1 + 1 = 2

OK.


> d) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{\wurzel[3]{n^2 + 3n}}{n + 4}[/mm]
> = [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \wurzel[3]{\bruch{n^2 + 3n}{(n + 4)^3}}[/mm]
> = [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \wurzel[3]{\bruch{n^2 + 3n}{n^3 + 12n^2 + 42n + 64}}[/mm]
> = 0

[ok]
  

> e) + f) Bei denen weiß ich nicht wie ich da anfangen soll.
> f) sieht noch wie die Folge ähnlich aus, die gegen e geht,
> aber ansonsten hab ich grad keine Ideen. Könnt ihr mir da
> Denkanstöße geben ?

Zu e: Erweitere mit [mm] $\bruch{\wurzel{n^2 + 2} + n}{\wurzel{n^2 + 2} + n}$. [/mm]

Zu f: deine Beobachtung ist richtig. Tipp:

[mm] \left(\limes_{n\rightarrow\infty} (1 + \bruch{1}{3n})^n\right)^3 = \limes_{n\rightarrow\infty} (1 + \bruch{1}{3n})^{3n}[/mm]

Viele Grüße
   Rainer

Bezug
                
Bezug
Grenzwerte berechnen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:24 Mi 18.08.2010
Autor: abakus


>  
> Zu f: deine Beobachtung ist richtig. Tipp:
>  
> [mm]\left(\limes_{n\rightarrow\infty} (1 + \bruch{1}{3n})^n\right)^3 = \limes_{n\rightarrow\infty} (1 + \bruch{1}{3n})^{3n}[/mm]

Hallo Rainer,
das hätte ich zwar intuitiv genau so gemacht, aber was ist dafür der theoretische Hintergrund?
Es gibt zwar Sätze wie " [mm] c*\limes_{n\rightarrow\infty} (a_n)=\limes_{n\rightarrow\infty} (c*a_n) [/mm] ", aber welcher Satz erlaubt, aus der Potenz eines Limes den Limes einer Potenz zu machen?
Gruß Abakus

>  
> Viele Grüße
>     Rainer


Bezug
                        
Bezug
Grenzwerte berechnen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:27 Mi 18.08.2010
Autor: Gonozal_IX

Huhu abakus,

Für stetige Funktionen kann man den Limes rein- und rausziehen, sofern die Grenzwerte existieren.

Die Potenzfunktion ist offensichtlich stetig (sofern der GW an der Stelle existiert).

MFG
Gono.

Bezug
                
Bezug
Grenzwerte berechnen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:30 Do 19.08.2010
Autor: john_rambo

e) [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} (\wurzel{n^2 + 2} [/mm] - n) = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} (\wurzel{n^2 + 2} [/mm] - n * [mm] \bruch{\wurzel{n^2 + 2} + n}{\wurzel{n^2 + 2} + n}) [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{n^2 + 2 - n^2}{\wurzel{n^2 + 2} + n} [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{2}{\wurzel{n^2 + 2} + n} [/mm] = 0

f) Ich steh da irgendwie auf dem Schlauch. Selbst dein Tipp hat mir leider nicht geholfen :(

Bezug
                        
Bezug
Grenzwerte berechnen: Aufgabe e.)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:33 Do 19.08.2010
Autor: Roadrunner

Hallo john_rambo!


> e) [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} (\wurzel{n^2 + 2}[/mm] - n) =  [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} (\wurzel{n^2 + 2}[/mm] - n *  [mm]\bruch{\wurzel{n^2 + 2} + n}{\wurzel{n^2 + 2} + n})[/mm] =  [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{n^2 + 2 - n^2}{\wurzel{n^2 + 2} + n}[/mm]  = [mm]\limes_{n\rightarrow\infty} \bruch{2}{\wurzel{n^2 + 2} + n}[/mm] = 0

[ok]


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
                        
Bezug
Grenzwerte berechnen: Aufgabe f.)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:35 Do 19.08.2010
Autor: Roadrunner

Hallo!


Als Tipp wurde Dir genannt:
$$ [mm] \left(\limes_{n\rightarrow\infty} \left(1 + \bruch{1}{3n}\right)^n\right)^3 [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} \left(1 + \bruch{1}{3n}\right)^{3n} [/mm] $$
Nun ersetze mal $k \ := \ 3*n$ . Damit solltest Du einen bekannten Grenzwert erhalten.


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
                                
Bezug
Grenzwerte berechnen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:39 Do 19.08.2010
Autor: john_rambo

[mm] \limes_{n\rightarrow\infty} [/mm] (1 + [mm] \bruch{1}{3n})^n [/mm] = [mm] (\limes_{n\rightarrow\infty} [/mm] (1 + [mm] \bruch{1}{3n})^n)^3 [/mm] = [mm] \limes_{n\rightarrow\infty} [/mm] (1 + [mm] \bruch{1}{3n})^3n [/mm]

Wir setzen k = 3n.

[mm] \limes_{n\rightarrow\infty} [/mm] (1 + [mm] \bruch{1}{k})^k [/mm] = e

Ist das so richtig?

Kann man das denn so einfach hinschreiben?

Bezug
                                        
Bezug
Grenzwerte berechnen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:48 Do 19.08.2010
Autor: M.Rex

Hallo.

> [mm]\limes_{n\rightarrow\infty}[/mm] (1 + [mm]\bruch{1}{3n})^n[/mm] =
> [mm](\limes_{n\rightarrow\infty}[/mm] (1 + [mm]\bruch{1}{3n})^n)^3[/mm] =
> [mm]\limes_{n\rightarrow\infty}[/mm] (1 + [mm]\bruch{1}{3n})^3n[/mm]
>
> Wir setzen k = 3n.
>  
> [mm]\limes_{n\rightarrow\infty}[/mm] (1 + [mm]\bruch{1}{k})^k[/mm] = e
>  
> Ist das so richtig?

Das sieht gut aus.

>  
> Kann man das denn so einfach hinschreiben?

Ein wenig Begründung beim Umformen wäre nicht schlecht.
Im Allgemeinen darf man nämlich den Limes nicht einfach so "aus den Klammern herausholen"

Marius

Bezug
                                                
Bezug
Grenzwerte berechnen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 10:54 Do 19.08.2010
Autor: physicus

Das Resultat von:

[mm] \limes_{n\rightarrow\infty} (1+\bruch{1}{3n})^n [/mm] ist nicht $\ e$. Sondern $\ [mm] e^{\bruch{1}{3}}$. [/mm] Du hast den Limes ja potenziert. Also musst du im Anschluss wieder entsprechende Wurzel ziehen.

Bezug
        
Bezug
Grenzwerte berechnen: kleiner Fehler in Aufgabe b)
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:06 Mi 18.08.2010
Autor: Torsten28

Hallo,

in Aufgabe b) ist der Zähler nicht richtig ausmultipliziert.
es müssten [mm] 9n^2 [/mm] + 9n + 9 sein.
Am Grenzwert von der Aufgabe ändert sich dadurch nichts, bleibt also 0.

Gruß Torsten

Bezug
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