Usando la definición de convergencia, ¿cómo prueba que la secuencia {2 ^ -n} converge de n = 1 al infinito?

Usando la definición de convergencia, ¿cómo prueba que la secuencia {2 ^ -n} converge de n = 1 al infinito?
Anonim

Responder:

Usa las propiedades de la función exponencial para determinar N tal como # | 2 ^ (- n) -2 ^ (- m) | <épsilon # para cada # m, n> N #

Explicación:

La definición de convergencia establece que la #{un}# converge si:

#AA epsilon> 0 "" EE N: AA m, n> N "" | a_n-a_m | <épsilon #

Entonces, dado #epsilon> 0 # tomar #N> log_2 (1 / epsilon) # y # m, n> N # con #m <n #

Como #m <n #, # (2 ^ (- m) - 2 ^ (- n))> 0 # asi que # | 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) | = 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) #

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) = 2 ^ (- m) (1 - 2 ^ (m-n)) #

No fue # 2 ^ x # siempre es positivo, # (1- 2 ^ (m-n)) <1 #, asi que

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) <2 ^ (- m) #

Y como # 2 ^ (- x) # está disminuyendo estrictamente y #m> N> log_2 (1 / epsilon) #

# 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) <2 ^ (- m) <2 ^ (- N) <2 ^ (- log_2 (1 / epsilon) #

Pero:

# 2 ^ (- log_2 (1 / epsilon)) = 2 ^ (log_2 (epsilon)) = epsilon #

Asi que:

# | 2 ^ (- m) - 2 ^ (- n) | <épsilon #

Q.E.D.