Ketma Ketlik Yaqinlashish 675D8F
1. Muammo: Quyidagi ketma-ketlikning yaqinlashishini tekshirish kerak:
$$\sum_{n=1}^{\infty} n \cdot \left( \frac{3n - 1}{4n + 2} \right)^{2n}$$
2. Ketma-ketlik yaqinlashishini tekshirish uchun odatda n-ta'lim qoidalaridan foydalanamiz. Bu yerda asosiy qoidalar:
- Agar ketma-ketlikning umumiy hadlari nolga yaqinlashmasa, ketma-ketlik yaqinlashmaydi.
- Agar umumiy hadlar nolga yaqinlashsa, qo'shimcha testlar (masalan, nisbiy test, ildiz testi) qo'llaniladi.
3. Ketma-ketlikning umumiy hadi:
$$a_n = n \cdot \left( \frac{3n - 1}{4n + 2} \right)^{2n}$$
4. Avvalo, ichki nisbatni soddalashtiramiz:
$$\frac{3n - 1}{4n + 2} = \frac{3 - \frac{1}{n}}{4 + \frac{2}{n}}$$
$n \to \infty$ da bu nisbat:
$$\lim_{n \to \infty} \frac{3 - \frac{1}{n}}{4 + \frac{2}{n}} = \frac{3}{4}$$
5. Shunday qilib, asosiy ifoda taxminan:
$$a_n \approx n \cdot \left( \frac{3}{4} \right)^{2n} = n \cdot \left( \frac{9}{16} \right)^n$$
6. Endi $a_n$ ning limitini topamiz:
$$\lim_{n \to \infty} n \cdot \left( \frac{9}{16} \right)^n$$
7. Chunki $\frac{9}{16} < 1$, $\left( \frac{9}{16} \right)^n$ juda tez nolga yaqinlashadi, $n$ esa chiziqli o'sadi. Eksponensial nolga yaqinlashish chiziqli o'sishni yengadi, shuning uchun:
$$\lim_{n \to \infty} a_n = 0$$
8. Shunday qilib, umumiy hadlar nolga yaqinlashadi, ketma-ketlik yaqinlashishi mumkin.
9. Endi ketma-ketlikning yaqinlashishini tekshirish uchun ildiz testini qo'llaymiz:
$$L = \lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{|a_n|} = \lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{n} \cdot \left| \frac{3n - 1}{4n + 2} \right|^2$$
10. $\sqrt[n]{n} \to 1$ va $\left| \frac{3n - 1}{4n + 2} \right| \to \frac{3}{4}$, shuning uchun:
$$L = 1 \cdot \left( \frac{3}{4} \right)^2 = \frac{9}{16} < 1$$
11. Ildiz testi shuni ko'rsatadiki, $L < 1$ bo'lgani uchun ketma-ketlik yaqinlashadi.
**Javob:** Ketma-ketlik yaqinlashadi.