Beweis minimum rekursiver Folge?

Die Folge  sei definiert durch x_1 = 9 und



Wie beweist man, dass x gilt?

Ich hab es mit Induktion auf n versucht, also mit x_n >= sqrt(2) zu zeigen, dass x_(n+1) >= sqrt(2) gilt, bekomme es aber nicht hin.

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Mathmaninoff, UserMod Light

Der Beweis steht hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Heron-Verfahren#Konvergenz

Man quadriert die Ungleichung auf beiden Seiten und formt so um, dass auf der einen Seite ein Quadrat steht, was größer oder gleich 0 ist.

mihisu
4 months ago

Ich würde empfehlen zunächst einmal das Ziel vor Augen zu haben, dass du…



…, also



…, zeigen möchtest. Dementsprechend würde ich nun von diesem Ziel ausgehend versuchen, die Ungleichung mit Äquivalenzumformungen umzuformen.

Da xₙ > 0 für alle n ∈ ℕ ist (dies ist relativ offensichtlich und kann auch schnell und einfach mit vollständiger Induktion gezeigt werden), kann man mit xₙ multiplizieren, damit man kein xₙ mehr im Nenner eines Bruches stehen hat. Außerdem multipliziere ich zusätzlich auch noch mit 2, damit auch der andere Bruch verschwindet.



Da kann man nun 2 √(2) xₙ subtrahieren…



… und dann auf der linken Seite die zweite binomische Formel verwenden…



… um zu erkennen, dass man durch entsprechende Äquivalenzformungen bei einer Aussage gelandet, ist, die für alle reellen Zahlen xₙ wahr ist. [Denn Quadrate reeller Zahlen sind immer nicht-negativ.]

Da man also durch Äquivalenzumformungen bei einer wahren Aussage gelandet ist, ist auch die usprüngliche Aussage…



… wahr.

============

Alternativ könnte man beispielsweise auch so vorgehen, dass man -√(2) + √(2) ergänzt, und dann zeigt, dass der vordere Teil mit xₙ₊₁ – √(2) nicht-negativ ist, indem man diesen Teil geeignet abschätzt.

Ich habe dazu (unter Vewendung dieses alternativen Lösungsweges) mal einen Lösungsvorschlag aufgeschrieben, wie ich das dann aufschreiben würde…