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prac1 ejer 15

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yo otra vez... si si... me esta costanto esto!! me pueden ayudar?

sean a0, b0 perteneciente a los reales tales que a0>b0>0. se considera la sucesiones definidas en forma recurrente.

\(an+1=\frac{an+bn}{2}\) y \(bn+1=\sqrt{an.bn}\)

demostrar :
a) an> bn. esto no me sale... esto es lo mismo que probar que an+1> bn+1 ?? me queda algo horrible y no se comom seguir
b) an es decreciente . esto lo demostre con que an+1< an y la condicion que sale es que esto es cierto si an>bn. y para ello necesito demostral el item a que no me sale.
gracias!

$$\,$$

Editado 2 veces.

Te dejo la resolución

Observación: Como \({a}_{0},{b}_{0}>0 \Rightarrow {a}_{n},{b}_{n}>0\) para todo \(n\) (por como están definidas)

$${a}_{n+1}>{b}_{n+1} \Longleftrightarrow$$
$$\frac{{a}_{n}+{b}_{n}}{2}>\sqrt{{a}_{n}{b}_{n}} \Longleftrightarrow$$
$$\frac{({a}_{n}+{b}_{n})^2}{4}>{a}_{n}{b}_{n} \Longleftrightarrow$$
$$\frac{{a}_{n}^2+{b}_{n}^2+2{a}_{n}{b}_{n}}{4}>{a}_{n}{b}_{n} \Longleftrightarrow$$
$$\frac{{a}_{n}^2+{b}_{n}^2-2{a}_{n}{b}_{n}}{4}>0 \Longleftrightarrow$$
$$\frac{1}{4}({a}_{n}-{b}_{n})^2>0$$

Y claramente esto último pasa.
Observación II: Para pasar del segundo al tercer renglón uso que \({a}_{n},{b}_{n}>0\). Si esto no fuera cierto, sólo vale "\(\Rightarrow\)" (por ejemplo, si \({a}_{n}=-1\) \({b}_{n}=-3\) vale el tercer renglón pero no el segundo).
Consejo: No te quedés mucho en la práctica 1. Si seguís Matemática, estás cosas las vas a ver bien en Taller de Cálculo Avanzado, y si no, no sé que tanto te va a servir para tu carrera. Y no son cosas que se tomen en la materia (capaz algo en el final, pero falta mucho para eso)
Apenas den los temas de la práctica 2 empezá con esa que te va a servir para el parcial.

Suerte!

Firma
$$\bigstar Sofi \bigstar$$

ahhh habia llegado a eso y no se me ocurrio ponerlo como la direferencia al cuadrado y no llegaba a ningun lado. Muchas garcias de verdad! ( creo que llevo mas de dos horas con este ejercicio) soy de quimica y me esta costando horrores esto.
Entonces una vez demostrado que an>bn el apartado b que pide demostrar que an es decreciente y bn creciente quedaria:
Si an es decreciente entonces \(an+1<an\) que es lo mismo que \(\frac{an+bn}{2}<an\) despejando queda que \(bn<an\) que es justamente lo que demostraste en el post anterior. lo mismo con bn+1>bn queda que esto es cierto si bn<an que fue demotrado
c) demostrar que an y bn son convergentes, y que sus limites son iguales

an es monotona decreciente ( lo demostramos antes) y esta acotada por bn . bn es monotona creciente y esta acotado superiormente por an. Esto es suficiente para decir que ambas sucesiones tienen limite finito y convergen?
En el caso de que exista el limite. lo llamo L
\(\lim_{n \rightarrow \infty}an+1=\lim_{n \rightarrow \infty}an\) entonces \(L=\frac{L+bn}{2}\) entonces \(L=bn\)

si hacemos lo mismo con la sucesion de bn te da que el limite es an. es decir an converge a bn y bn converge a an. Falta decir algo mas para justificar la existencia del limite? me re extendi. perdon!!

$$\,$$

Editado 1 vez.

si, puse cualquiera. es cierto que el limite no puede ser una suciesion. gracias por la correccion 🙂
Con lo que pusiste vos. demostramos que ambas sucesiones tienen limite pues son monotonas y acotadas. Como demostramos que esos limites son iguales?
graciasss

Algunas cosas que podés decir:
Vale para ambas sucesiones, lo escribo para \({a}_{n}\).
\({a}_{n}\) es decreciente y está acotada inferiormente por \(0\)
\(\Rightarrow {a}_{n} \longrightarrow L \geq 0\) (\(L \in \mathbb{R}\)).
Además, \(\texttt{lim}\,{a}_{n}= \texttt{lim} \,{a}_{n+1}\)

Ahora hay que hacer más o menos lo que dijiste vos.
Supongamos que \({a}_{n} \longrightarrow L\) y \({b}_{n} \longrightarrow M\) (\(L,M \geq 0\))
Tomando límite en la fórluma de ambas sucesiones (lo podemos hacer porque ya sabemos que los límites existen y son números reales), tenemos que

\(L=\frac{L+M}{2}\) y \(M=\sqrt{ML}\)

De la segunda fórmula sacás que \(M=L\) si \(M \neq 0\) (Paso la raíz y después \(M\) dividiendo)
Y si \(M=0\), de la primer fórmula sale que \(L=0\) también.

gracias ! gracias a los dos. Entendi jeje. me cuestan mucho estos ejercicios y mira que me fue re bien en analisis del cbc pero esto es completamente diferente.
un saludo