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Konvergenz einer Folge: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:17 Mi 13.11.2013
Autor: schokoschnecke

Hallo,
ich habe die folgende Folge gegeben und soll die Konvergenz beweisen. Am Ende bekomme ich mit dem Quotientenkriterium allerdings etwas raus, was nicht wirklich Sinn macht.

[mm]\summe_{k=1}^{\infty} \bruch{\bruch{1}{2}*4^{k}*(k+1)! }{k^{k}}[/mm]

Mit dem Quotientenkriterium habe ich wie folgt weitergerechnet (Betragstriche und Limes lasse ich hier zur Vereinfachung weg):

[mm] \bruch{\bruch{1}{2}*4^{k+1}*(k+2)!}{(k+1)^{k+1}} * \bruch{k^{k}}{\bruch{1}{2}*4^{k}*(k+1)!} [/mm]

[mm]\bruch{1}{2}[/mm] und [mm]4^{k}[/mm] habe ich dann gekürzt und die Fakultät umformuliert:

[mm] \bruch{4*(k+2)*((k+1)!)*k^{k}}{k*(k+1)^{k}*(k+1)! [/mm]

Dann habe ich die Fakultät gekürzt, die Klammer im Nenner aufgelöst und [mm]k^{k}[/mm] auch gekürzt.

[mm]\bruch{4*(k+2)}{k*1^{k}}[/mm]

Hier fängt mein Problem da, da [mm]1^{k}[/mm] ja ein unbestimmter Ausdruck ist, wenn k gegen unendlich geht. Ich habe es dann noch weiter vereinfacht:

[mm]\bruch{4k+8}{k+1^{k}}[/mm]

Dann habe ich k noch ausgeklammert und folgendes raus:

[mm]\bruch{4}{1+\bruch{1^{k}}{k}}[/mm]


Kann man hier noch weiter rechnen und ich finde nur keinen Weg dazu oder muss ich anders an die Aufgabe heran gehen?

Danke für Hilfe :)

        
Bezug
Konvergenz einer Folge: falsch gekürzt
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:26 Mi 13.11.2013
Autor: Loddar

Hallo Schokoschnecke!


> [mm]\bruch{\bruch{1}{2}*4^{k+1}*(k+2)!}{(k+1)^{k+1}} * \bruch{k^{k}}{\bruch{1}{2}*4^{k}*(k+1)!}[/mm]
>
> [mm]\bruch{1}{2}[/mm] und [mm]4%255E%257Bk%257D[/mm] habe ich dann gekürzt und die
> Fakultät umformuliert:
>
> [mm]\bruch{4*(k+2)*((k+1)!)*k^{k}}{k*(k+1)^{k}*(k+1)![/mm]

[ok]


> Dann habe ich die Fakultät gekürzt, die Klammer im Nenner
> aufgelöst und [mm]k^{k}[/mm] auch gekürzt.
>
> [mm]\bruch{4*(k+2)}{k*1^{k}}[/mm]

[notok] Derartige Kürzungsregeln gibt es nicht.
Nach dem Kürzen verbleibt:

[mm]\bruch{4*(k+2)*k^k}{(k+1)*(k+1)^k}[/mm]

Dies lässt sich umformen / umsortieren zu:

[mm]4*\bruch{k+2}{k+1}*\bruch{k^k}{(k+1)^k} \ = \ 4*\bruch{k+2}{k+1}*\left(\bruch{k}{k+1}\right)^k \ = \ 4*\bruch{k+2}{k+1}*\bruch{1}{\left(\bruch{k+1}{k}\right)^k} \ = \ 4*\bruch{k+2}{k+1}*\bruch{1}{\left(1+\bruch{1}{k}\right)^k}[/mm]

Nun die Grenzwertbetrachtung.
Und der Grenzwert für [mm]\left(1+\bruch{1}{k}\right)^k[/mm] sollte bekannt sein.


Gruß
Loddar


PS: Der Ausdruck [mm]1^k[/mm] ist alles andere als unbestimmt, da stets gilt: [mm]1^k \ = \ 1[/mm] .

Bezug
                
Bezug
Konvergenz einer Folge: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:54 Mi 13.11.2013
Autor: schokoschnecke

Danke!

Aber wenn k=[mm]\infty[/mm] ist, ist es dann nicht unbestimmt? So steht es zumindest in meinem Matheskript, ist das dann falsch?

Wie komme ich von [mm]\bruch{k}{k+1} auf \bruch{1}{\bruch{k+1}{k}[/mm]?

Bezug
                        
Bezug
Konvergenz einer Folge: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:03 Mi 13.11.2013
Autor: reverend

Hallo schokoschnecke,

> Aber wenn k=[mm]\infty[/mm] ist, ist es dann nicht unbestimmt? So
> steht es zumindest in meinem Matheskript, ist das dann
> falsch?

Dein Skript hat Recht. Du sollst ja auch nicht [mm] k=\infty [/mm] "einsetzen", sondern eine Grenzwertbestimmung durchführen. Das ist etwas vollkommen anderes!

> Wie komme ich von [mm]\bruch{k}{k+1} auf \bruch{1}{\bruch{k+1}{k}[/mm]?

Na, das ist eine einfache Bruchrechnungsregel. Schau Dir nochmal das Thema Doppelbrüche an. Das musst Du blind draufhaben, sonst wirst Du bei vielen Aufgaben scheitern.

Grüße
reverend

Bezug
                                
Bezug
Konvergenz einer Folge: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:21 Mi 13.11.2013
Autor: schokoschnecke

Danke :)
Die Regel hatte ich echt nicht mehr drauf! :/


Oh mist, das solle keine Frage mehr werden...

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