Successioni convergenti

sradesca
ragazzi ho un dubbio: una successione convergente è anche limitata e il lim coincide con l'estremo inf o sup
ad esempio ${1/n}$ è lim superiormente da 1 che è il massimo dell'insieme {1/n} e inferiormente da 0 che è il lim a cui converge;
si può dire il contrario? cioè che una successione limitata converge? mi sembra di sì vero?

Risposte
Seneca1
Ovviamente sono false entrambe le cose che hai scritto.

Se una successione converge, questa è certamente limitata; tuttavia non vedo perché il limite deve coincidere con il superiore... Prendi $a_n = (-1)^n * 1/n$, per esempio.

Se una successione è limitata, invece, non è detto che sia convergente. Pensa per esempio a $b_n = sin(pi/2 * n )$.

sradesca
cmq è vero che una successione convergente è limitata, ok grazie

albertobosia
quello è certo, ma sull'altro punto l'unica cosa che puoi dire è che da una successione limitata puoi estrarre una sottosuccessione convergente (teorema di bolzano-weierstrass).

sradesca
cmq possiamo dire che se una funzione è limitata e monotona allora essa e convergente! escludendo quindi le funzioni periodiche che non sono monotone!

Seneca1
Sì, per il teorema di esistenza del limite per funzioni monotone.

albertobosia
fai attenzione però:
seneca ha messo un seno solo per scriverti una successione limitata non convergente. non ha nulla a che vedere con la periodicità.
anche la successione \(1,\underbrace{0}_{1\text{ zero}},1,\underbrace{0,0}_{2\text{ zeri}},1,\underbrace{0,0,0}_{3\text{ zeri}},1,\underbrace{0,0,0,0}_{4\text{ zeri}},1,\underbrace{0,...,0}_{n\text{ zeri}},...\) è limitata e non convergente (e chiaramente non periodica)

in uno spazio completo (ad esempio in \(\mathbb R\)), limitata e monotona implica convergente. se fossimo in \(\mathbb Q\) non sarebbe vero. prova a spiegare perché.

sradesca
perché in parole povere la distanza tra i numeri non tende a ridursi sempre di più come in $RR$ nelle successioni di Cauchy, non so in maniera più formale come dirlo

Seneca1
... Ma non l'hai neppure detto in lingua italiana!

albertobosia
potresti dirlo così:
trovi due valori \(\bar a\) e \(\bar b\) tali che \(\bar a>\bar b\) e dimostri che
1) \(\forall n\) si ha che \(\exists m>n\) tale che \(a_m>\bar a\)
2) \(\forall n\) si ha che \(\exists m'>n\) tale che \(a_{m'}<\bar b\)
cioè la successione continua a prendere valori più alti di \(\bar a\) e più piccoli di \(\bar b\), per cui non converge.

sradesca
grazie Seneca molto gentile ho cercato di farmi capire in parole semplici mi sembra si capisca il messaggio

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