Alexandre Nolasco de Carvalho Universidade de São Paulo São Carlos SP, Brazil

Documentos relacionados
n=1 a n converge e escreveremos a n = s n=1 n=1 a n. Se a sequência das reduzidas diverge, diremos que a série

Limites infinitos e limites no infinito Aula 15

Limites - Aula 08. Alexandre Nolasco de Carvalho Universidade de São Paulo São Carlos SP, Brazil. 14 de Março de 2014

Propriedades das Funções Contínuas e Limites Laterais Aula 12

Notas Sobre Sequências e Séries Alexandre Fernandes

Funções e Limites - Aula 08

Cálculo Diferencial e Integral III

1 Séries de números reais

Cálculo II Sucessões de números reais revisões

Universidade Tecnológica Federal do Paraná Câmpus Francisco Beltrão

A derivada da função inversa, o Teorema do Valor Médio e Máximos e Mínimos - Aula 18

Testes de Convergência

Notas de aula: Cálculo

3 AULA. Séries de Números Reais LIVRO. META Representar funções como somas de séries infinitas. OBJETIVOS Calcular somas de infinitos números reais.

Probabilidade IV. Ulisses U. dos Anjos. Departamento de Estatística Universidade Federal da Paraíba. Período

Alexandre Nolasco de Carvalho Universidade de São Paulo São Carlos SP, Brazil. 13 de Março de 2014

Sucessões. Limites de sucessões O essencial

Alexandre Nolasco de Carvalho Universidade de São Paulo São Carlos SP, Brazil. 11 de Março de 2014

Probabilidade IV. Ulisses U. dos Anjos. Departamento de Estatística Universidade Federal da Paraíba. Período

Exercícios - Propriedades Adicionais do Limite Aula 10

1 Espaço Euclideano e sua Topologia

Resumo Elementos de Análise Infinitésimal I

1 Limites e Conjuntos Abertos

) a sucessão definida por y n

UFPR - Universidade Federal do Paraná Setor de Ciências Exatas Departamento de Matemática CM122 - Fundamentos de Análise Prof. Zeca Eidam.

Séries Alternadas. São as séries cujos termos se alternam entre positivos e negativos. Por exemplo, ( 1) k+1 1 k =

Concavidade e pontos de inflexão Aula 20

A Derivada. Derivadas Aula 16. Alexandre Nolasco de Carvalho Universidade de São Paulo São Carlos SP, Brazil

Derivação Impĺıcita e Derivadas de Ordem Superior - Aula 19

Lista 1. 9 Se 0 < x < y e n N então 0 < x n < y n.

A sequência é ordenada pois existe um primeiro termo,, um segundo termo,, e, se denota um número inteiro positivo arbitrário, um n-ésimo termo.

Capítulo 3. Séries Numéricas

Primitivas e a integral de Riemann Aula 26

Por menor que seja a quantidade δ > 0, há uma ordem p N tal que. x n a δ,

Capítulo 1. Funções e grácos

Probabilidade IV. Ulisses U. dos Anjos. Departamento de Estatística Universidade Federal da Paraíba. Período

Sucessões. , ou, apenas, u n. ,u n n. Casos Particulares: 1. Progressão aritmética de razão r e primeiro termo a: o seu termo geral é u n a n1r.

Notas do Curso de SMA-333 Cálculo III. Prof. Wagner Vieira Leite Nunes. São Carlos 1.o semestre de 2007

COMPARAÇÃO ENTRE ALGUMAS FERRAMENTAS DE ANÁLISE REAL DE UMA VARIÁVEL COM SEUS ANÁLOGOS EM ESPAÇOS MÉTRICOS E O TEOREMA DO PONTO FIXO.

UFRJ - Instituto de Matemática

ANÁLISE MATEMÁTICA II 2007/2008. Cursos de EACI e EB

Limites. Slides de apoio sobre Limites. Prof. Ronaldo Carlotto Batista. 7 de outubro de 2013

Sequências numéricas:

Limites de Funções. Bases Matemáticas. 2 o quadrimestre de o quadrimestre de / 57

Lista 4. Esta lista, de entrega facultativa, tem três partes e seus exercícios versam sobre séries, funções contínuas e funções diferenciáveis em R.

MAT Cálculo Avançado - Notas de Aula

Números - Aula 03. Alexandre Nolasco de Carvalho Universidade de São Paulo São Carlos SP, Brazil

Cálculo Diferencial e Integral I

2.1 Sucessões. Convergência de sucessões

Vamos ver a demonstração deste teorema, através de um vídeo da ESCOLA VIRTUAL.

Séries Potências II. por Abílio Lemos. Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Matemática UFV. Aulas de MAT

ANÁLISE MATEMÁTICA II

MAT146 - Cálculo I - Derivada de funções polinomiais, regras de derivação e derivada de funções trigonométricas

EQUAÇÕES DIFERENCIAIS: MÉTODOS DE SÉRIES I

Exercícios de Coordenadas Polares Aula 41

Análise Real. IF Sudeste de Minas Gerais. Primeiro semestre de Prof: Marcos Pavani de Carvalho. Marcos Pavani de Carvalho

Análise I. Notas de Aula 1. Alex Farah Pereira de Novembro de 2017

Notas de curso: Séries Numéricas e Séries de Taylor

Definição: Uma série infinita (ou simplesmente uma série) é uma expressão que representa uma soma de números de uma sequência infinita, da forma:

MA14 - Aritmética Unidade 15 - Parte 1 Resumo. Congruências

Prova: Usando as definições e propriedades de números reais, temos λz = λx + iλy e

Cálculo Diferencial e Integral I

Convergência, séries de potência e funções analíticas

Aula 5 Aula 6 Aula 7. Ana Carolina Boero. Página:

Apresente todos os cálculos e justificações relevantes

Alexandre L. Madureira

Sumários Alargados. Recomenda-se a leitura de: Capítulos 0 e 1 de: J. Lewin/M. Lewin, An Introduction to Mathematical Analysis;

Ana Carolina Boero. Página: Sala Bloco A - Campus Santo André

Espaços Vetoriais II

CÁLCULO I Aula 11: Limites Innitos e no Innito. Assíntotas. Regra de l'hôspital.

DIVISÃO NOS INTEIROS. Luciana Santos da Silva Martino. lulismartino.wordpress.com PROFMAT - Colégio Pedro II

Para temos : que é a ideia de um polinômio. A série pode convergir para alguns valores de mas pode divergir para outros valores de.

Sequencias e Series. Exemplo 1: Seja tal que. Veja que os dez primeiros termos estão dados por: ,,,,...,, ou seja que temos a

Exercícios de Análise I - CM095

Aula 4 Aula 5 Aula 6. Ana Carolina Boero. Página:

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARANÁ NOTAS DE AULA: ANÁLISE REAL. Profa.: Gislaine Aparecida Periçaro Curso: Matemática, 4º ano

Análise Infinitesimal I. Maria Manuel Clementino, 2010/11

Propriedades das Funções Contínuas

A derivada (continuação) Aula 17

Sequência divergente: toda sequência que não é convergente.

Um estudo sobre sequências e séries

CURSO DE RESOLUÇÃO DE PROVAS de MATEMÁTICA da ANPEC Tudo passo a passo com Teoria e em sequência a resolução da questão! Prof.

Seqüências Numéricas

Derivadas Parciais. Copyright Cengage Learning. Todos os direitos reservados.

Aula 5 Limites infinitos. Assíntotas verticais.

Esboço de Gráfico - Exemplos e Regras de L Hospital Aula 23

EQUAÇÕES DIFERENCIAIS: MÉTODOS DE SÉRIES

Universidade Federal de Goiás Campus Catalão Departamento de Matemática Disciplina: Fundamentos de Análise

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO DEPARTAMENTO DE ESTATÍSTICA. Medida e Probabilidade

Professor João Soares 20 de Setembro de 2004

CÁLCULO 3-1 ō Semestre de 2009 Notas de curso: Séries Numéricas e Séries de Taylor

Limites e Continuidade

Sequências e Séries Infinitas. Copyright Cengage Learning. Todos os direitos reservados.

MAT 5798 Medida e Integração Exercícios de Revisão de Espaços Métricos

Sequências e Séries Infinitas. Copyright Cengage Learning. Todos os direitos reservados.

CÁLCULO I. Estabelecer a relação entre continuidade e derivabilidade; Apresentar a derivada das funções elementares. f f(x + h) f(x) c c

= 2 sen(x) (cos(x) (b) (7 pontos) Pelo item anterior, temos as k desigualdades. sen 2 (2x) sen(4x) ( 3/2) 3

ALGORITMO DE EUCLIDES

Matemática I. 1 Propriedades dos números reais

Transcrição:

Seqüências Alexandre Nolasco de Carvalho Universidade de São Paulo São Carlos SP, Brazil 12 de Abril de 2013 Primeiro Semestre de 2013 Turma 2013104 - Engenharia de Computação

Seqüências Consideraremos agora um caso particular de funções que são as seqüências. Definição Uma seqüência é uma função definida no conjunto dos números naturais e com valores reais, ou seja, f : N R. Note que cada número natural é levado em um único número real N f R 1 f (1) 2 f (2) 3 f (3)..

Se denotamos f (n) por x n, então a seqüência f estará unicamente determinada pela lista de números {x 1, x 2, x 3,...} ou, abreviadamente, por {x n }. Desta forma, adotaremos a notação {x n } ou {x 1, x 2, x 3,...} para representar uma seqüência. O número x n é chamado elemento de uma seqüência e o conjunto imagem de f, Im(f ), é chamado conjunto dos valores de uma seqüência. Como as seqüências são um tipo particular de função, então estão definidas as operações de soma, multiplicação por escalar, produto e quociente de seqüências. Exercício: Escreva as definições de soma, multiplicação por escalar, produto e quociente de seqüências.

Exemplo Temos (a) f : N R dada por f (n) = n ou {n} ou {0, 1, 2, 3,...} é uma seqüência cujo conjunto dos valores é N. (b) f : N R dada por f (n) = 1 { } 1 n + 1 ou ou n + 1 {1, 12, 13, 14 },... é uma seqüência cujo conjunto dos valores é {1, 12, 13, 14 },.... (c) f : N R dada por f (n) = ( 1) n ou {( 1) n } ou {1, 1, 1, 1,...} é uma seqüência cujo conjunto dos valores é {1, 1}. (d) f : N R dada por f (n) = r n ou {r n } ou {1, r, r 2, r 3,...} é uma seqüência cujo conjunto dos valores é {1, r, r 2, r 3,...} (progressão geométrica).

Note que a seqüência { } n n + 1 tem a propriedade de que quanto maior for n, mais próximo o seu valor em n fica de 1. Neste caso, diremos que o limite da seqüência é 1 e a seqüência é dita convergente com limite 1. É preciso dar uma definição mais precisa da noção de limite de uma seqüência. Definição Uma seqüência {x n } será dita convergente com limite l se, dado ε > 0, existir um natural N = N(ε) tal que x n l < ε, n N. Neste caso, escreveremos lim n x n = l e leremos o limite de x n quando n tende para infinito é l.

Exemplo (Propriedade Arquimediana dos Racionais) Se x 0, {nx : n N} é ilimitado. Exemplo Mostre que a seqüência { } 1 é convergente com limite 0. n Exemplo Entre dois números reais distintos quaisquer existem infinitos números racionais.

Exemplo Se {x n } for uma seqüência convergente com limite l então, a seqüência {cos x n } será convergente com limite cos l. O próximo resultado diz que, se uma seqüência for convergente, então o limite será único. Proposição Seja {x n } uma seqüência convergente. Se então l 1 = l 2. lim x n = l 1 e lim x n = l 2, n n

Definição Uma seqüência será dita divergente, se ela não for convergente. Definição Se h : N N for uma função estritamente crescente e f : N R for uma seqüência, então a função f h : N R será dita uma subseqüência de f.

Exemplo (a) Sejam h(n) = 2n e {x n } uma seqüência. Então {x 2n } é uma subseqüência de {x n } chamada subseqüência dos pares. (b) Seja h(n) = 2n + 1 e {x n } uma seqüência. Então {x 2n+1 } é uma subseqüência de {x n } chamada subseqüência dos ímpares. (c) Seja h(n) = n + p, p N, e {x n } uma seqüência. Então {x n+p } é uma subseqüência de {x n }. (d) A subseqüência dos pares (ímpares) da seqüência {( 1) n } é a seqüência constante {1} (resp. { 1}).

Proposição Se {x n } for uma seqüência convergente com limite l, então toda subseqüência de {x n } será convergente com limite l. A Proposição 2 é importante pois implica no seguinte critério negativo de convergência que é bastante utilizado. Proposição Se uma seqüência possuir duas subseqüências convergentes com limites distintos, então a seqüência será divergente. Exemplo A seqüência {( 1) n } é divergente.

Definição Uma seqüência será dita limitada se o seu conjunto de valores for limitado. Caso contrário, a seqüência será dita ilimitada. Exemplo { } n (a) A seqüência é limitada. n + 1 (b) A seqüência {( 1) n é limitada. { (c) A seqüência cos 1 } é limitada. n (d) A seqüência {n} é ilimitada. Proposição Toda seqüência convergente é limitada.

Observação: Note que, apesar de toda seqüência convergente ser limitada, nem toda seqüência limitada é convergente (por exemplo, {( 1) n } é limitada, mas não é convergente). Proposição Seja {x n } uma seqüência. Então {x n } será convergente com limite 0 se, e somente se, { x n } for convergente com limite 0. Observação: Mostraremos mais tarde que se {x n } é convergente com limite l então { x n } é convergente com limite l mas não é verdade que se { x n } é convergente então {x n } é convergente (basta ver o que ocorre com a seqüência {( 1)} n ).

Exemplo Considere a seqüência {r n }. Temos (a) {r n } é convergente com limite 0, se r < 1; (b) {r n } é convergente com limite 1, se r = 1; (c) {r n } é divergente, se r = 1 ou r > 1. Sugestão: Mostre que se r > 1, então { r n } será ilimitada. Proposição Se {x n } for convergente com limite 0 e {y n } for limitada, então {x n y n } será convergente com limite 0.

Exemplo A seqüência { } 1 n cos n é convergente com limite 0. Proposição Toda seqüência {x n } crescente (respectivamente decrescente) e limitada é convergente com limite sup{x n : n N} (resp. inf{x n : n N}).

Proposição (Propriedades) Sejam {x n } e {y n } seqüências convergentes com limites l 1 e l 2 respectivamente e seja c R. Então (a) {cx n + y n } é convergente com limite cl 1 + l 2 (b) {x n y n } é convergente com limite l 1 l 2 (c) {x n /y n } é convergente com limite l 1 /l 2, sempre que l 2 0. Proposição Sejam B R e b R um ponto de acumulação de B. Então existe uma seqüência {b n } com b n B, b n b e lim n b n = b.

Proposição Se {x n } for uma seqüência convergente e x n 0, para todo n N, então lim x n 0. n Prova: Suponha que lim x n = l. Então dado ε > 0, existe N N n tal que l ε < x n < l + ε, n N. Mas x n 0 por hipótese. Portanto l ε < x n 0, n N, ou seja, l < ε. Segue da arbitrariedade de ε que l 0 e a prova está concluída.

Corolário (Teste da comparação) Se {x n } e {y n } forem seqüências convergentes e x n y n para todo n N, então lim x n lim y n. n n Proposição (Teorema do Confronto) Sejam {x n } e {y n } duas seqüências convergentes com mesmo limite l. Se {z n } é um seqüência tal que x n z n y n, n N, então {z n } é convergente com limite l.

Vamos considerar três tipos de as seqüências divergentes: aquelas que divergem para +, aquelas que divergem para, aquelas que são limitadas mas não são convergentes.

Definição Diremos que uma seqüência {x n } diverge para + se, dado R > 0, existir N N tal que x n > R, para todo n N. Neste caso, escrevemos lim n x n = +. Diremos que uma seqüência {x n } diverge para se, dado R > 0 existir N N tal que x n < R, para todo n N. Neste caso, escrevemos lim n x n =. Diremos que uma seqüência {x n } oscila, se ela não for convergente e não divergir para + ou para.

Exemplo (a) {2 n } diverge para +, ou seja, lim n 2n = +. (b) { n} diverge para, ou seja, lim n = n (c) {1 + sen n} e {( 2) n } oscilam.