Przejdź do treści

Od którego n wyrazy ciągu (4n − 1)/(2n + 1) różnią się od 2 o mniej niż 0,01?

Szkoła średnia średnie

Granicą ciągu an=4n−12n+1a_n = \dfrac{4n - 1}{2n + 1} jest liczba 22. Wyznacz najmniejsze nn, od którego wszystkie wyrazy ciągu spełniają nierówność ∣an−2∣<0,01|a_n - 2| < 0{,}01.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Różnica. Sprowadzamy do wspólnego mianownika:

an−2=4n−1−2(2n+1)2n+1=−32n+1a_n - 2 = \frac{4n - 1 - 2(2n + 1)}{2n + 1} = \frac{-3}{2n + 1}

Różnica jest ujemna (wyrazy leżą poniżej granicy), więc ∣an−2∣=32n+1|a_n - 2| = \frac{3}{2n + 1}.

Krok 2. Nierówność.

32n+1<0,01  ⟺  2n+1>300  ⟺  n>149,5\frac{3}{2n + 1} < 0{,}01 \iff 2n + 1 > 300 \iff n > 149{,}5

Krok 3. Najmniejsze naturalne nn większe od 149,5149{,}5 to 150150. Sprawdzenie: ∣a149−2∣=3299≈0,01003>0,01|a_{149} - 2| = \frac{3}{299} \approx 0{,}01003 > 0{,}01, a ∣a150−2∣=3301≈0,00997<0,01|a_{150} - 2| = \frac{3}{301} \approx 0{,}00997 < 0{,}01.

Odpowiedź. n=150n = 150.

Uwaga: bez modułu nierówność −32n+1<0,01\frac{-3}{2n + 1} < 0{,}01 jest prawdziwa dla każdego nn i daje fałszywą odpowiedź „od pierwszego wyrazu”.