به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
1,541 بازدید
در دبیرستان و دانشگاه توسط A-math-lover (782 امتیاز)
ویرایش شده توسط A-math-lover

با سلام خدمت تمام کاربران و اساتید محترم سایت محفل ریاضی ایرانیان

کسر مسلسل نامتناهی زیر را در نظر بگیرید:

$$\frac{2}{3-\frac{2}{3-\frac{2}{3-\frac{2}{3-\ddots}}}}$$

برای محاسبۀ مقدار این کسر مسلسل، ابتدا آن را برابر با عددی مثل $x$ قرار می‌دهیم:

$$x=\frac{2}{3-\frac{2}{3-\frac{2}{3-\frac{2}{3-\ddots}}}}$$

در نتیجه:

$$x=\frac{2}{3-x}$$

و بعد:

$$x(3-x)=2 \Longrightarrow -x^2+3x-2=0 \Longrightarrow x_1=1,x_2=2$$

همانطور که دیدید، برای به‌دست آوردن مقدار این کسر مسلسل، به یک معادلهٔ درجهٔ دو رسیدیم که دو ریشه دارد: $1$ و $2$، و این یعنی این کسر مسلسل، یا برابر با $1$ است یا $2$، خب این دقیقاً به چه معناست؟ یک عبارت که نمی‌تواند برابر با دو مقدار کاملاً متفاوت باشد. مشکل از کجاست؟

توسط A-math-lover (782 امتیاز)
+1
@AmirHosein بلی. متن پرسش ویرایش شد. با تشکر از توجه‌تان.
توسط AmirHosein (19,718 امتیاز)
+2
@Am.s ولی هنوز متن‌تان همان معنا را دارد. پاسخ چیزهایی که در ویرایش جدید گذاشته‌اید:
- «به چه معنی است؟» به این معنا است که اگر مشکلی در حل‌تان نبوده باشد، حاصل کسر یا ۱ است یا ۲.
- «نمی‌تواند برابر دو مقدار متفاوت باشد»، برابر با ۱ یا ۲ بودن ادعایی بر برابر با هر دو بودن نیست!
- «مشکل از کجاست؟» مشکلی وجود ندارد.
شاید به دنبال مقدار دقیق کسر هستید. اینکه از این روش نتوانستید به مقدار یکتایی برای کسر برسید به معنای این نیست که این روش در حال دادن اطلاعات نادرستی به شماست.
توسط A-math-lover (782 امتیاز)
+1
@AmirHosein کاملاً درست می‌فرمائید، اما من دو ویدئو در سایت یوتیوب دیدم که در بخشی از آن ویدئوها، دربارهٔ حاصل این کسر مسلسل توضیحاتی داده می‌شود و نشان داده می‌شود که حاصل این کسر مسلسل می‌تواند هم به عدد $1$ میل کند و هم به عدد $2$، که اگر ایرادی نداشته باشد، لینک آن دو ویدئو را ارسال می‌کنم تا ملاحضه‌کنید.
با تشکر.
توسط Reza.5295 (4 امتیاز)
+2
ارسال کنید
توسط A-math-lover (782 امتیاز)
+1
@AmirHosein و @Reza.5295
(دقیقۀ 8:15 به بعد)
(از ابتدای ویدئو)

1 پاسخ

+3 امتیاز
توسط fardina (17,622 امتیاز)
انتخاب شده توسط A-math-lover
 
بهترین پاسخ

باید در سوال مشخص کنید که دنباله دقیقا به چه صورتی تعریف شده است. اگر دنباله را به صورت بازگشتی زیر تعریف کنیم $$x_{n+1}=\frac2{3-x_n}$$

در اینصورت لازم است که مقدار اولیه آن(یعنی جمله اول آن) مشخص شود یعنی $x_1=?$.

اگر فرض کنیم جمله اول برابر $2$ باشد در اینصورت این دنباله چیزی جز دنباله ثابت $2$ نخواهد بود که واضح است به $2$ همگراست.

اگر جمله اول آن را $x_1=1$ بگیریم در اینصورت دنباله برابر دنباله ثابت $1$ خواهد بود که به $1$ همگرا می شود.

حال برای مثال فرض کنیم جمله اول مقداری کمتر از یک باشد یعنی $x_1\leq 1$ . در اینصورت اولا

$$x_n\leq 1\quad (\forall n\in \mathbb N)$$

دلیل این امر هم واضح است چون بنابر استقرای ریاضی برای جمله اول بنابر فرض $x_1\leq 1$ و اگر فرض کنیم $x_k\leq 1$ در اینصورت خواهیم داشت $x_{k+1}=\frac{2}{3-x_k}\leq 1$.

ثانیا $x_n$ دنباله ای صعودی است یعنی $$x_n\leq x_{n+1}$$

این هم با استقرای ریاضی ثابت می شود. در واقع $x_1\leq x_2=\frac{2}{3-x_1}$ اگر و تنها اگر $x_1\leq 1$ یا $x_1\geq 2$ که چون $x_1\leq 1$ فرض شده است پس این نامساوی برقرار است. حال اگر فرض کنیم $x_k\leq x_{k+1}$ در اینصورت $-x_k\geq -x_{k+1}$ و لذا $3-x_k\geq 3-x_{k+1}$ و اگر این را معکوس کنیم و در $2$ ضرب کنیم داریم $ \frac{2}{3-x_k}\leq \frac{2}{3-x_{k+1}} $ یعنی $x_{k+1}\leq x_{k+2}$.

بنابراین دنباله ای داریم که صعودی و از بالا کراندار است پس همگرا می شود. اگر فرض کنیم $\lim_{n\to\infty}x_n=x$ در اینصورت حد هر زیردنباله ی آن هم برابر $x$ است پس از $x_{n}=\frac{2}{3-x_{n-1}}$ با گرفتن حد داریم $x=\frac 2{3-x}$ که وقتی حل کنیم داریم $x=1$ یا $x=2$ اما چون جملات دنباله ثابت کردیم همگی از $1$ کمترند یعنی $x_n\leq 1$ پس باید $x\leq 1$ باشد لذا در اینجا $x=1$ قابل قبول است.

توسط AmirHosein (19,718 امتیاز)
+2
@amir7788 سه‌نقطه به تنهایی معنا ندارد. اگر به شکل حد یک دنباله تعریف نکرده‌اید پس چگونه تعریف کرده‌اید؟ اگر یک تعریف یکتا ندهید پس یک نماد تعریف‌نشده را بررسی می‌کنید؟ آقای @fardina پاسخ را از ابتدا چیزی فرض نکردند بلکه حالت‌بندی کردند و گفته‌اند در هر یک از این حالت‌ها چه رخ می‌دهد. که البته حالت $x_1\in (1,2)\cup (2,\infty)$ را نیاورده‌اند.
توسط حسن کفاش امیری (3,252 امتیاز)
ویرایش شده توسط حسن کفاش امیری
+1
AmirHosien@طراح سوال طوری طزح کرد که روند ادامه دارد تابینهایت
نمونه اش در رایکالها هم داریم نمی توانیم آخرش محدود کنیم  و به سمت اول ادامه دهیم تا بینهایت
جای اول آخر به این صورت که پاسخ داده شد بنظرم این شیوه حداقل  نیاز به اصلاح داشته باشه.
توسط AmirHosein (19,718 امتیاز)
+2
@amir7788 در پست آقای @fardina اشاره‌ای به اینکه این کسر را در جایی قطع کرده‌اند نیست. ایشان می‌گویند حد دنباله که با یک جملهٔ دنباله مثلا جملهٔ دوم یا پنجم فرق دارد.
توسط حسن کفاش امیری (3,252 امتیاز)
+1
ایشون$ x_1 $در نظر گرفته یعنی انتها را مشخص کرد و دنباله ای که ساخته از انتها شروع کرد. بعبارتی انتها را ابتدا فرض کرد اما انتها وجود ندارد حتی برای$ x_1$ کمتر از 1 هم بحث کرد مگر عددهای غیر از 2 و 3 در کسر مسلسل مطرح شده  در اصل سوال وجود دارد مشکلم اینجاست امیدوارم  منظورم رسانده باشم
 منتظر نظرات دیگران هم هستم
توسط kazomano (2,561 امتیاز)
+3
به نظرم مشکلی در راه حل وجود نداره البته اون حالت رو هم که AmirHosein@ گفتن در نظر نگرفتن.
موضوع دیگه اینه که این کسر طبق تعریف کسر مسلسل نیست.
بزرگترین ریاضیدانان، همچون ارشمیدس، نیوتن و گاوس، همواره نظریه و کاربردها را در اندازه ی یکسان در هم می آمیزند.
...