Konvergiert oder divergiert diese Folge und falls sie konvergiert gegen welchen Grenzwert?

2 Antworten

Das ist (1 + 1/(3*n)) ^ n.

Wir substituieren 3*n = t

(1 + 1/t) ^ (t/3)

Der Grenzwert von (1 + 1/t)^t ist e, also ist die Folge konvergent. Der gesuchte Grenzwert ist e^(1/3) (etwa 1,4).

Hallo,

der geht gegen e^(1/3)=1,395612425 (gerundet).

Beweis:

Forme den Term in der Klammer zu (1+1/(3n)) um und den ganzen Term zu

e^[n*ln (1+1/(3n))].

Wenn Du den Limes in den Exponenten ziehst, berechnest Du nun den Limes für n gegen unendlich von n*ln (1+1/(3n))=ln (1+1/(3n))/(1/n).

Da sowohl Zähler als auch Nenner gegen 0 gehen, kannst Du nun die Regel von de l'Hospital anwenden und die Grenzwerte der Ableitungen berechnen.

Diese lauten für den Zähler 1/(1+1/(3n))*(1/3)*(-1/n²) und im Nenner -1/n², was sich gegen -1/n² im Zähler kürzen läßt, so daß für die Grenzwertberechnung der Limes von n gegen unendlich von (1/3)*1/(1+1/(3n)) bleibt.

1+1/(3n) geht für n gegen unendlich gegen 1.

So bleibt als Limes (1/3)*1=1/3.

Da wir den Limes in den Exponenten gezogen hatten, haben wir als endgültigen Grenzwert e^(1/3).

Herzliche Grüße,

Willy

tunik123  19.01.2021, 21:36

An l'Hospital hatte ich auch gedacht, das aber nicht auf Anhieb hinbekommen und dann lieber die "klassische" Definition von e rausgeholt.

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Willy1729  19.01.2021, 21:38
@tunik123

Darf man ja auch machen, weil der Grenzwert von (1+1/n)^n allgemein als e bekannt ist und daher vorausgesetzt werden darf. Aber hin und wieder sollte man sich mal wieder klarmachen, wie dieser Grenzwert zustande kam.

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tunik123  19.01.2021, 21:57
@Willy1729

Als Definition von e fällt mir normalerweise die Taylor-Reihe von e^x, entwickelt an der Stelle x = 0, berechnet für x = 1 ein. Aber die Aufgabenstellung legte die "alte" Definition nahe.

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Willy1729  19.01.2021, 21:57
@tunik123

Die Taylorreihe konvergiert wesentlich schneller, das ist allerdings wahr.

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tunik123  19.01.2021, 21:59
@Willy1729

Darüber habe ich mir (ehrlich gesagt) keine Gedanken gemacht.

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