PRÁCTICA 1 Sucesiones y series de números reales

Documentos relacionados
Práctica 3 Sucesiones y series

Práctica 1.- Sucesiones y series

Práctica 1.- Sucesiones y series

Series de números reales

6. Sucesiones y Series numéricas Sucesiones numéricas DEFINICIONES

Series alternadas Introducción

Hoja de Problemas Tema 3. (Sucesiones y series)

IES IGNACIO ALDECOA 1 AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS 4º ESO CURSO 10/11

Sucesiones de números reales

AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS 4º ESO CURSO 1 /1

CAPÍTULO XIV. SERIES NUMÉRICAS ARBITRARIAS

SERIES NUMÉRICAS. SECCIONES A. Series de términos no negativos. B. Ejercicios propuestos.

Sucesiones y series de números reales

Negativos: 3, 2, 1 = 22. ab/c 11 Æ 18

una sucesión de funciones de A. Formemos una nueva sucesión de funciones {S n } n=1 de A de la forma siguiente:

Programa de Acceso Inclusivo, Equidad y Permanencia PAIEP. Universidad de Santiago de Chile. Series

EJERCICIOS DE SERIES DE FUNCIONES

La sucesión de Fibonacci y el número Φ Si dividimos cada dos términos consecutivos de la sucesión de Fibonacci, obtenemos:

TEMA 4. Series de números reales. Series de Potencias.

Tema 5 Series numéricas

6. Sucesiones y Series numéricas Series numéricas DEFINICIONES Y PROPIEDADES

4. Sucesiones de números reales

Evaluación NOMBRE APELLIDOS CURSO Y GRUPO FECHA CALIFICACIÓN. 9. Límite y continuidad

Definición 13.1 Llamamos serie trigonométrica a una serie de funciones reales, de la forma. + n +ib n

INSTITUCIÓN EDUCATIVA JAVIERA LONDOÑO SEVILLA. GUIA Nº 3: Sucesiones, Límite de Sucesiones y Límite de Funciones en R

Series infinitas de números reales. Series convergentes

RESUMEN DE RESULTADOS IMPORTANTES ACERCA DE SUCESIONES Y SERIES

Sucesiones. f : {1,2,...,r} S. Por ejemplo, la sucesión finita, (de longitud 4) de números primos menores que 10: 2,3,5,7

Sucesiones 6º Ing, Mat A - Liceo Nº 3 - Profs.:Sergio Weinberger - Marcelo Valenzuela 2010

SUCESIONES. Si dividimos cada dos términos consecutivos de la sucesión de Fibonacci, obtenemos:

Criterios de Convergencia

( ) = 1= + + ( ) + + lim 3x 5 = lim 3x lim5 = lim3 lim x lim5 = = 12 5 = 7

Series de números reales

Tema 4 Sucesiones numéricas

TEMA IV. 1. Series Numéricas

Problemas de Sucesiones

SERIES POTENCIALES. 1.- Hallar el campo de convergencia de la serie potencial: 3 2 n. n n. 2 n = = ( ) ( 1)

1. a) Mostrar que los siguientes conjuntos están acotados. x b) Mostrar que los siguientes conjuntos no están acotados superiormente

Cálculo de límites Criterio de Stolz. Tema 8

L lim. lim. a n. 5n 1. 2n lim. lim. lim. 1 Calcula: Solución: a) 2

Funciones Exponencial y Logaritmo

Series de potencias. Desarrollos en serie de Taylor

SUCESIONES DE NÚMEROS REALES. PROGRESIONES

El tema de este capítulo es el estudio de las sucesiones de números reales. Una sucesión no es más que un conjunto ordenado de números.

1. Sucesiones y series numéricas

Álgebra I Práctica 2 - Números naturales e inducción

Convergencia absoluta y series alternadas

(finitas o infinitas)

Preguntas más Frecuentes: Tema 2

Sucesiones. Se denomina sucesión a una función cuyo dominio es el conjunto de los números naturales.

1. Serie de Potencias

Tema 8 Límite de Funciones. Continuidad

Prueba Integral Lapso / Área de Matemática Fecha: MODELO DE RESPUESTA (Objetivos del 01 al 11)

Series de términos no negativos

Series Numéricas. Una forma de definir e es a través de la suma: ! + 1 1! + 1 2! + 1 3! + 1 4! n. cuyo límite es e, es decir:

Series de potencias. Desarrollos en serie de Taylor

EJERCICIOS DE RECURRENCIA

CAPÍTULO VIII. CONVERGENCIA DE SUCESIONES. SECCIONES A. Criterios de convergencia. B. Ejercicios propuestos.

8. SUCESIONES Y SERIES NUMÉRICAS DEFINICIÓN Y EJEMPLOS SUCESIÓN CONVERGENTE TEOREMAS Y EJEMPLOS

SUCESIONES Y SERIES DE FUNCIONES

Este documento es de distribución gratuita y llega gracias a El mayor portal de recursos educativos a tu servicio!

1 Sucesiones. Ejemplos. a n = n a n = n! a n = n n. a n = p n. a n = 2n3 + n n a n = ln(n)

T ema 6 DISTRIBUCIONES DISCRETAS DE PROBABILIDAD. x 1. x 2 = 1 = 2. x 3 = 3. x 4. Variable aleatoria: definición y tipos:

MATEMÁTICAS 3º ESO - SUCESIONES. Una sucesión es un conjunto de números dados ordenadamente de modo que se puedan numerar: primero, segundo, tercero

Límite y Continuidad de Funciones.

LIMITES DE FUNCIONES. Ejemplo: Sea la función F(x) = 3X 2, evalúe la función para valores de X cercanos a 2, es decir

Tema 2. Sucesiones de números reales

Curso: 3 E.M. ALGEBRA 8

Introducción básica a series

Ingeniería Industrial. Curso Departamento de Matemática Aplicada II. Universidad de Sevilla. Lección 5. Series.

Construcción de los números reales.

Prácticas Matlab ( 1) Práctica 7. Objetivos

Apuntes sobre series numéricas: preguntas frecuentes y ejemplos resueltos. 1) Preguntas frecuentes. Conceptos, teoremas y ejemplos básicos

Sucesiones numéricas.

R = a) En el caso de la primera serie, 1/n sines impar a n = 0 sines par

( ) 1.8 CRITERIOS DE CONVERGENCIA PARA SERIES (1.8_CvR_T_061, Revisión: , C8, C9, C10) INTRODUCCIÓN. Forma general de una serie: + a 1

Los números complejos

MATEMÁTICA D Módulo I: Análisis de Variable Compleja

LAS SERIES GEOMÉTRICAS Y SU TENDENCIA AL INFINITO

Cálculo de límites Criterio de Stolz. Tema 8

PROGRESIONES ARITMETICAS

Tema 1 Los números reales Matemáticas I 1º Bachillerato 1

Escuela Pública Experimental Desconcentrada Nº3 Dr. Carlos Juan Rodríguez Matemática 3º Año Ciclo Básico de Secundaria Teoría Nº 1 Primer Trimestre

INTEGRAL INDEFINIDA. MÉTODOS DE INTEGRACIÓN

1) Considera el sistema de ecuaciones:

APLICACIONES INFORMÁTICAS EN QUÍMICA. Problemas Tema 2.3: Series, representación de funciones y construcción de tablas en HC.

si G es abierto. La función del conjunto m tiene las siguientes propiedades: de partes de se dice que es una , entonces E.

- Fernando Sánchez - Departamento de Matemáticas - Universidad de Extremadura

TEMAS 1 y 3.- NÚMEROS REALES Y ÁLGEBRA- 1

4.- Series. Criterios de convergencia. Series de Taylor y Laurent

MATEMÁTICAS PARA LOS GRADOS EN ECONOMÍA Y EMPRESA. Cálculo Diferencial Ejercicios y Problemas resueltos

3. Volumen de un sólido.

ALGEBRA 9. Curso: 3 E.M. Progresiones aritméticas y geométricas. Colegio SSCC Concepción - Depto. de Matemáticas. Nombre: CURSO:

EXÁMENES PARCIALES Y FINALES DE ANÁLISIS MATEMÁTICO I ANÁLISIS MATEMÁTICO I ANUAL - Primer Parcial TURNO MAÑANA APELLIDO NOMBRE:...CURSO:...

INTEGRAL INDEFINIDA. MÉTODOS DE INTEGRACIÓN 2 1+ x dx

Resumen que puede usarse en el examen

Capítulo 2 Convergencia de sucesiones y series.

Ejemplo: 0+0i y -3+0i representan los números reales 0 y 3 respectivamente. Si a=0 se considera un número imaginario puro a 0+bi

α β la cual puede presentar

LOS NUMEROS REALES. Conjunto no vacío designado como R y denominado conjunto de los números reales. En

Transcripción:

practica.b PRÁCTICA Sucesioes y series de úmeros reales El programa Mathematica os sirve de ayuda para estudiar el comportamieto de sucesioes y series de úmeros reales. Utilizaremos las órdees: Limit, para calcular límites de alguos tipos de sucesioes y Sum para calcular la suma de ua serie. Veremos u estudio detallado de la covergecia de ua serie aplicado criterios de covergecia así como ua aplicació de las órdees NSum y EulerSum.. SUCESIONES DE NÚMEROS REALES à EJEMPLO.. Cosideremos la sucesió 8a < = 8 ÄÄÄÄÄÄÄÄÄ + < e Defiimos el térmio geeral de la sucesió I[]:= a@_d := + Geeramos ua tabla co los primeros térmios de la sucesió

practica.b I[]:= term = Table@a@D, 8,, 00<D Out[]= 9, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0,,, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0,,, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 30, 3, 3, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 4, 4, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 5, 5, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 6, 6, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 7, 7, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 8, 8, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 9, 9, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 00, 0 = Tambié podemos visualizar alguos térmios I[3]:= a@d Out[3]= I[4]:= a@7d Out[4]= 8 Los represetamos gráficamete mediate I[5]:= ListPlot@term, PlotStyle PoitSize@0.0DD; 0. 0.08 0.06 0.04 0.0 0 40 60 80 00

practica.b 3 Gráficamete podemos observar que la sucesió es decreciete, está acotada etre 0 y y tiee de límite 0. Para probar el decrecimieto vemos si a + a I[6]:= a@ + D < a@d êê Simplify Out[6]= + 3 + > 0 Podemos forzar a Mathematica para trate de deciros si la desigualdad aterior es cierta, para ello le idicaremos que es u úmero atural (etero positivo). I[7]:= FullSimplify@a@ + D < a@d, Itegers fl > 0D Out[7]= True Para la acotació comprobamos si es cierto que 0 y so las cotas iferior y superior respectivamete I[8]:= FullSimplify@0 < a@d <, Itegers && > 0D Out[8]= True El símbolo && e la expresió aterior idica el operador lógico "y" que tambié puede idicarse co el símbolo fl de la paleta BasicImput. Por último, calculamos el límite I[9]:= Limit@a@D, IfiityD Out[9]= 0 o tambié I[0]:= Limit@a@D, D Out[0]= 0 Mathematica tambié soporta el empleo de subídices (véase la paleta BasicImput). De esta forma podríamos haber defiido uestra sucesió mediate la expresió I[]:= a _ := +

practica.b 4 ü EJEMPLO.. Estudiemos las sucesioes {c } = 8H ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ L< y {d 3 + e } = 8H-L + ÄÄÄÄ < e Observació: Hay veces que la fució Limit o os proporcioa el límite de determiadas expresioes. Esto suele depeder de la versió del programa que estemos utilizado. Podemos ampliar el repertorio de expresioes para las cuales el programa Mathematica puede calcular su límite cargado el paquete Calculus`Limit`. Defiimos el térmio geeral de la sucesió y calculamos el límite I[]:= c _ := 3 + I[3]:= Limit@c, D Out[3]= 0 Si hacemos lo mismo co la sucesió {d } I[4]:= d _ := H L + I[5]:= Limit@d, D Iterval@80,π<D Out[5]= Mathematica o os da el límite. E este caso es debido a que se trata de ua sucesió oscilate, puede probarse que admite dos sucesioes parciales que tiee diferete límite. I[6]:= d Out[6]= H L + Observemos quemathematica o recooce que H L =, dado quemathematica o recooce a como u umero atural. I[7]:= FullSimplify@d, ItegersD Out[7]= + I[8]:= Limit@FullSimplify@d, ItegersD, D Out[8]=

practica.b 5 I[9]:= Limit@%, D Out[9]= I[0]:= d Out[0]= H L + + + I[]:= FullSimplify@d, ItegersD Out[]= + + I[]:= Limit@FullSimplify@d, ItegersD, D Out[]= ü EJEMPLO.3. Sucesioes recurretes Podemos defiir la sucesió recurrete x =, x = è!!!!!!!!!!!!!!!!!!! + x -, > de la forma siguiete: I[3]:= x = ; x _ := è!!!!!!!!!!!!!!!!! + x ; Podemos ver alguos térmios de la sucesió {x } I[5]:= x 3 Out[5]= "################ + è!!! I[6]:= x 4 Out[6]= $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! I[7]:= x 0 ) ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ) ) +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ) +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ Out[7]= ( + ( + ( + ( + ( + &''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' + $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! Podemos utilizar la istrucció For para geerar los cico primeros térmios

practica.b 6 I[8]:= For@ =, 0, ++, Prit@x DD è!!! "################ + è!!! $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! &''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' + $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ( +&''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' + $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! ) ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ( + ( + &''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' + $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! ) +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ )++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ( + ( + ( +&''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' + $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! ) +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ) ) ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ( + ( + ( + ( +&''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' + $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! ) ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ) ) +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ) +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ( + ( + ( + ( + ( + &''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' + $%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + "################ + è!!! Los valores ateriores so poco útiles si lo que pretedemos es estudiar la mootoía y la acotació. Geeramos los valores aproximados

practica.b 7 I[9]:= For@ =, 0, ++, Prit@N@x DDD..44.55377.59805.685.66.6744.6785.6798.680 Si represetamos los térmios podemos observar que la sucesió es moótoa y acotada. I[30]:= ListPlot@Table@x, 8,, 5<D, PlotRage 80, <, PlotStyle PoitSize@0.05DD;.75.5.5 0.75 0.5 0.5 4 6 8 0 4 La sucesió es covergete. Si embargo, si tratamos de calcular su límite mediate la istrucció Limit, el programa queda imerso e u proceso recursivo ifiito y o es capaz de mostraros el valor del límite. Pero si otamos por L al límite de la sucesió, e el caso de exista debe cumplirse L= è!!!!!!!!!!!! +L, por lo que podemos pedir al programa que resuelva la ecuació.

practica.b 8 I[3]:= SolveAL è!!!!!!!!!!! + LE Out[3]= 99L I +è!!! 5M== Luego el límite es ÅÅÅÅ I +è!!! 5M E el siguiete ejemplo cosideramos la sucesió de Fiboacci: I[3]:= x = ; x = ; x _ := x + x I[34]:= term = Table@x, 8,, 5<D Out[34]= 8,,, 3, 5, 8, 3,, 34, 55, 89, 44, 33, 377, 60< I[35]:= ListPlot@term, PlotStyle PoitSize@0.05DD; 600 500 400 300 00 00 4 6 8 0 4 E la represetació gráfica podemos observar que la sucesió es moótoa creciete y o mayorada.. SERIES DE NÚMEROS REALES I[36]:= Clear@D; ü EJEMPLO. Estudio de la serie = ÄÄÄÄÄÄ Se puede hacer el estudio de la serie desde distitos putos de partida:

practica.b 9 A) Comprobado si se cumple la codició ecesaria de covergecia y aplicado, e su caso, u criterio de covergecia Defiimos el térmio geeral de la serie y calculamos su límite I[37]:= a _ := Vemos si cumple la codició ecesaria de covergecia de series, es decir, si lim Ø ÅÅÅÅÅ = 0. I[38]:= Limit@a, D Out[38]= 0 Aplicamos el criterio de D'Alembert o del cociete I[39]:= LimitA a +, E a Out[39]= El límite obteido es meor que, por lo que dicho criterio os permite afirmar que la serie = ÅÅÅÅÅ es covergete; auque de esta forma sólo podemos afirmar que es covergete pero o obteemos el valor de la suma. B) Calculado directamete la suma de la serie mediate la istrucció Sum I[40]:= Sum@a, 8,, <D Out[40]= De este resultado podemos asegurar que la serie es covergete (su suma es ) La istrucció aterior puede escribirse usado la paleta basiciput I[4]:= a = Out[4]= C) Otra forma de estudiar el carácter de ua serie y hallar su suma es a partir de la sucesió de sumas parciales. E este ejemplo, el programa Mathematica os da la expresió explícita del térmio geeral de la sucesió de sumas parciales de la serie

practica.b 0 I[4]:= A _ = k= a k Out[4]= H + + L La suma de la serie vedrá dada por el límite de la sucesió de sumas parciales obteida ateriormete I[43]:= Limit@A, D Out[43]= Como el resultado es, la sucesió de sumas parciales de la serie es covergete (sumable) y su suma es. ü EJEMPLO. Estudio de la serie = Defiimos el térmio geeral : ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ HLogHLL I[44]:= a _ := HLog@DL Codició ecesaria de covergecia I[45]:= Limit@a, D Out[45]= 0 Aplicamos el criterio de la raíz -ésima I[46]:= LimitA è!!!!!! a, E Out[46]= 0 Al ser el límite meor que el criterio de la raiz os permite afirmar que la serie es covergete. Si itetamos calcular el térmio geeral de la sucesió de suma parciales de la serie para hallar el valor de la suma de la serie, el programa o lo calcula I[47]:= A _ = a k k= Out[47]= Log@kD k k=

practica.b Tampoco os da el valor de la suma de la serie I[48]:= a = Out[48]= Log@D = Por los resultados vemos que, e este caso, Mathematica o os proporcioa i el térmio geeral de la sucesió de sumas parciales i la suma directamete. à Si embargo podemos obteer u Valor aproximado de la suma de ua serie de varias formas: co el comado N o co las fucioes NSum y EulerSum. La fució EulerSum está icluida e el paquete NumericalMath`NLimit` y opera co gra eficacia cuado la serie es alterada o cuado el térmio geeral es del tipo p() r, siedo p() u poliomio e. ) Utilizado el comado N (os da u valor aproximado) I[49]:= NA a E = Out[49]= 3.46 I[50]:= NA a, 0E = Out[50]= 3.460940954806 ) Utilizado la istrucció NSum (os da u valor aproximado de la suma de la serie) I[5]:= NSum@a, 8,, <D Out[5]= 3.46 3) Utilizado la istrucció EulerSum (icluida e el paquete NumericalMath`NLimit`) I[5]:= << NumericalMath`NLimit` I[53]:= EulerSum@a, 8,, <D Out[53]= 3.46

practica.b ü Ejemplo.3 Estudiar la serie H = L H 3 + L º) Escribimos el térmio geeral de la serie I[54]:= a _ := i k j y z { H 3 + L Como se trata de ua serie alterada estudiamos su covergecia absoluta (estudiamos la serie de los valores absolutos y aplicamos el criterio del cociete) I[55]:= LimitA Abs@a +D Abs@a D, E Out[55]= Como el límite obteido es meor que, la serie es absolutamete covergete. Calculamos su suma: I[56]:= NA a E = Out[56]= 0.5959 Y u valor aproximado: I[57]:= EulerSum@a, 8,, <D Out[57]= 0.5959 ü Ejemplo.4 Probar que la serie = H L se H π Les covergete. 3 Obteer u valor aproximado de la serie co ua precisió de 3 cifras decimales. º) Escribimos el térmio geeral de la serie I[58]:= a _ := H L SiA π 3 E º) Aplicamos el criterio de Leibiz y vemos si se cumple las dos codicioes: a) lim Ø»a» = 0 b) La sucesió {»a»} es decreciete I[59]:= Limit@Abs@a D, D Out[59]= 0

practica.b 3 I[60]:= FullSimplify@Abs@a D > Abs@a + D, Itegers fl > 0D Out[60]= SiA π 3 E > SiA π H + L 3 E Luego Mathematica o es capaz de resolver la desigualdad aterior. Utilizado la represetació gráfica de los térmios de la sucesió {»a»} I[6]:= ListPlot@Table@Abs@a D, 8,, 00<DD; 0.00 0.0008 0.0006 0.0004 0.000 0 40 60 80 00 Se observa que la sucesió {»a»} es decreciete y tiede a cero. Por tato se cumple las codicioes de Leibiz y la serie dada es covergete. Si otamos por {A } a la sucesió de sumas parciales y por S a la suma de la serie, se cumple que»s-a» <»a +». Por tato si queremos coseguir ua aproximació co 3 cifras decimales exactas basta lograr que»a +» < ÅÅÅÅ 0-3. Esto puede hacerse de la siguiete forma: I[6]:= = ; WhileATrue, IfAAbs@a + D < 0 3, Prit@"=", D; Break@D, = + EE =8 Luego basta sumar los 8 primeros térmios. El valor aproximado será I[64]:= Clear@D; 8 NA a k E k= Out[65]= 0.99789 El valor aproximado que os da el programa es

practica.b 4 I[66]:= NSum@a, 8,, <D Out[66]= 0.9954 EJERCICIOS PROPUESTOS: 3 4 -. Dada la sucesió {a }={ ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ } Se pide: a) Geerar los 50 primeros térmios y represetarlos gráficamete. b) Estudiar la mootoía y la acotació. c) Calcular el límite.. Dada la sucesió de úmeros reales {b }=9I + ÄÄÄÄ M cosh pl= Se pide: Estudiar la covergecia 3. Estudiar el carácter de la serie ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ y, si es posible, calcular la suma. H4 -L H4 +3L 4. Hallar u valor aproximado de la suma de la serie H-L seh ÄÄÄÄ p L =