Giải bài 4 trang 130 - SGK Đại số và Giải tích lớp 11 nâng cao
Cho dãy số (\(u_n\)) với \({{u}_{n}}=\dfrac{n}{{{3}^{n}}} \)
a) Chứng minh rằng \(\dfrac{{{u}_{n+1}}}{{{u}_{n}}}\le \dfrac{2}{3} \)
b) Bằng phương pháp quy nạp, chứng minh rằng \(0\le {{u}_{n}}\le {{\left( \dfrac{2}{3} \right)}^{n}}\) với mọi n
c) Chứng minh rằng dãy số (\(u_n\)) có giới hạn 0.
a)
Ta có:
\(\dfrac{{{u}_{n+1}}}{{{u}_{n}}}=\dfrac{n+1}{{{3}^{n+1}}}:\dfrac{n}{{{3}^{n}}}=\dfrac{n+1}{3n}=\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{3n}\le \dfrac{2}{3} \,\,\forall n\ge 1\)
b)
Nhận xét: \(u_n > 0\) với mọi \(n\).
Ta chứng minh \({{u}_{n}}\le \dfrac{2}{3} \)
Với \(n=1\), ta có: \({{u}_{1}}=\dfrac{1}{3}\le \dfrac{2}{3}\) (đúng)
Giả sử bất đẳng thức đúng với \(n=k, (k> 1)\) tức là: \({{u}_{k}}\le {{\left( \dfrac{2}{3} \right)}^{k}} \)
Ta chứng minh bất đẳng thức đúng với \(n=k+1\), thật vậy ta có:
\(\begin{aligned} & \dfrac{{{u}_{k+1}}}{{{u}_{k}}}\le \dfrac{2}{3} \\ & \Rightarrow {{u}_{k+1}}\le {{u}_{k}}.\dfrac{2}{3}\le {{\left( \dfrac{2}{3} \right)}^{k}}.\dfrac{2}{3}={{\left( \dfrac{2}{3} \right)}^{k+1}} \\ \end{aligned} \)
Vậy bất đẳng thức cũng đúng với \(n=k+1\) nên bất đẳng thức đúng với mọi \(n \ge 1\)
c)
Ta có:
\(0<{{u}_{n}}\le {{\left( \dfrac{2}{3} \right)}^{k}}\Rightarrow \left| {{u}_{n}} \right|\le {{\left( \dfrac{2}{3} \right)}^{k}} \)
Mà \(\lim {{\left( \dfrac{2}{3} \right)}^{k}}=0\Rightarrow \lim |{{u}_{n}}|=0\Rightarrow \lim u_n=0 \)