# Limita posloupnosti ## Limita ### Vlastní limita Posloupnost $(a_n)$ má vlastní limitu $a \in R$, pokud $\displaystyle \forall \epsilon \in R > 0 \ \ \ \exists n_{0} \in N \ \ \ \forall n \in N : n > n_{0} \implies |a_{n} - a| < \epsilon$ Píšeme $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } a_{n} = a$ nebo $a_{n} \to a$ Pozn.: $a - \epsilon < a_{n} < a + \epsilon$ - Pro jakoukoli šířku pásma existuje standardní hodnota, všechna následující $n$ mají $a_n$ uvnitř $\epsilon$-pásem ### Nevlastní limita Posloupnost $(a_n)$ má nevlastní limitu $+\infty$, pokud $\displaystyle \forall h > 0 \ \ \ \exists n_{0} \ \ \ \forall n \in N : n > n_{0} \implies a_{n} > h$ $\displaystyle \forall d < 0 \ \ \ \exists n_{0} \ \ \ \forall n \in N : n > n_{0} \implies a_{n} < d$ Píšeme $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } a_{n} = +\infty$ nebo $a_{n} \to +\infty$ $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } a_{n} = -\infty$ nebo $a_{n} \to -\infty$ ### Jednoznačnost limity Každá posloupnost má nejvýše 1 limitu ### Algebra vlastních limit Nechť $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } a_{n} = a$ a $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } b_{n} = b$, pak 1) $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } (\alpha \times a_{n} + \beta \times b_{n}) = \alpha \times a + \beta \times b$, pokud je pravá strana definována, 2) $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } (a_{n} \times b_{n}) = a \times b$, pokud je pravá strana definována, 3) $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } (\frac{a_{n}}{b_{n}}) = \frac{a}{b}$, pokud $b_{n} \neq 0$ pro všechna $n \in N$ a pokud je pravá strana definována ### Eulerovo číslo - je definováno jako $\displaystyle e := \lim_{ n \to \infty } \left( 1 + \frac{1}{n} \right)^n$ = |"NV $1^\infty$"| - alternativní definice: $\displaystyle \sum_{n=0}^{\infty} \frac{1}{n!}$ ## Konvergence a divergence Řekněme, že $(a_n)$ je | značka | typ | podmínka | | ------ | ----------------------- | -------------------------------- | | **K** | konvergentní | má-li vlastní / konečnou limitu | | **D** | divergentní | není-li konvergentní | | | divergentní k $+\infty$ | má-li nevlastní limitu $+\infty$ | | | divergentní k $-\infty$ | má-li nevlastní limitu $-\infty$ | ### Omezenost a limity 1) Je-li posloupnost konvergentní (**K**), pak je i omezená (**O**) 2) Diverguje-li posloupnost k $+\infty$, pak je omezená pouze zdola (**OZ**) 3) Diverguje-li posloupnost k $-\infty$, pak je omezená pouze shora (**OS**) Dále také 1) Je-li $(a_n)$ monotónní (**M**) a omezená (**O**), pak je i konvergentní (**K**) 2) Je-li $(a_n)$ rostoucí (**R**) a omezená (**O**), pak $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } a_{n} = sup \ a_{n}$ a $min \ a_{n} = a_{1}$ 3) Je-li $(a_n)$ klesající (**K**) a omezená (**O**), pak $\displaystyle \lim_{ n \to \infty } a_{n} = inf \ a_{n}$ a $max \ a_{n} = a_{1}$