Sammenligningstesten

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
sm94
Noether
Noether
Innlegg: 35
Registrert: 02/09-2015 14:06
Sted: Gløshaugen

Hei igjen!

Jobber med innlevering 4 i matte 1 på NTNU, og har noen spørsmål angående oppgave 3..
Bilde

Jeg tenker at vi må bruke sammenligningstesten her, men jeg er ikke helt sikker på hvordan man går frem.
For å bruke testen må jeg altså velge en rekke som jeg vet konvergerer og som er større enn rekken jeg har. Jeg forstår ikke helt hvordan jeg bestemmer at den er større? Kan jeg bruke [tex]\frac{1}{n^2}[/tex] for å sammenligne?

Og hva skjer videre om jeg setter
[tex]\sum \frac{arctan(n)}{1+n^2} < \sum \frac{1}{n^2}[/tex] ?

Takk på forhånd!
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Innlegg: 5648
Registrert: 24/05-2009 14:16
Sted: NTNU

Vi vet at $-\pi / 2 \leq \arctan x \leq \pi/ 2$ eller med andre ord $|\arctan x| \leq \pi/2$.

Du kan nok ikke gjøre den sammenligningen din uten å begrunne hvorfor den er lov. Målet ditt blir å sammenligne det med en større rekke du vet konvergerer. Hva får du om du bruker det ovenfor om $\arctan x$?
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
sm94
Noether
Noether
Innlegg: 35
Registrert: 02/09-2015 14:06
Sted: Gløshaugen

Har egentlig ikke peiling, men

[tex]\sum \frac{arctan(n)}{1+n^2} < \sum \frac{Pi}{2(1+n^2)}[/tex] ?

Haha, jeg tror jeg må ha inn dette med teskje..
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Innlegg: 5648
Registrert: 24/05-2009 14:16
Sted: NTNU

Stemmer bra dette =) Herfra kan du enten bruke at $\frac{1}{1+n^2} < \frac{1}{n^2}$ (forstår du hvorfor?) eller bruke en eller annen sammenligningstest for å vise at integralet konvergerer =)
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
sm94
Noether
Noether
Innlegg: 35
Registrert: 02/09-2015 14:06
Sted: Gløshaugen

Nei, jeg forstår ikke det helt.. Jeg skjønner aldri hvor alt annet i uttrykket blir av. Hvor blir arctan(n) av på venstre side? :oops:
Fra [tex]\frac{Pi}{2(1+n^2)}[/tex] kan jeg vel sette Pi/2 utenfor summen, men hva skjer med 1-tallet?
Nebuchadnezzar
Fibonacci
Fibonacci
Innlegg: 5648
Registrert: 24/05-2009 14:16
Sted: NTNU

Målet er jo bare å vise at uttrykket konvergerer ikke sant? Altså å vise at summen går mot noe endelig. For å gjøre dette brukes ofte sammenligningstesten. Vi sammenligner summen vår med en annen sum, som er større og kjent. Disse er ikke like på noen som helst måte, eneste vi må vite er at den ene er størst.

Som du sier vet vi når $\sum_{k=1}^\infty \frac{1}{k^p}$ konvergerer (p>). Med andre ord dersom rekken $a_n$ konvergerer og $| b_n |< |a_n|$ så må nødvendigvis $b_n$ også konvergerer. Absolutt konvergens medfører konvergens. Så

$
\sum \left| \frac{\arctan x} {1 + n^2} \right| \leq \sum \frac{ \pi / 2 } {1 + n^2}
$

Og siden høyre side konvergerer, må venstre side og konvergere siden den er mindre. Anbefaler deg for eksempel å lese seg mer opp på rekker. For eksempel gir påfølgende vide en ok innføring.

http://video.adm.ntnu.no/pres/501fbd4849ad1
"Å vite hva man ikke vet er og en slags allvitenhet" - Piet Hein
https://s.ntnu.no/Integralkokeboken
Lektor - Matematikk, Fysikk og Informatikk
Svar