Autor Tema: Ejercicio de Recurrencia

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25 Septiembre, 2018, 04:51 pm
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Kss

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Buenos dias, estaba realizando un ejercicio y no consigo entender que tengo que hacer, el ejercicio dice:

Sea \(  \alpha  \) un número real positivo, \( x_{1} \) > \( \sqrt{\alpha} \) y defínase  mediante la
recurrencia:

                                                \( x_{n+1}=\dfrac{1}{2}(x_{n}+\dfrac{\alpha}{x_{n}}) \)

1. Demostrar que {\( x_{n} \)} es monótona y decreciente y que \(  \displaystyle\lim_{n \to\infty}{x_{n}} = \sqrt{\alpha} \)

2. Hacer \( \varepsilon_{n}= x_{n} - \sqrt{\alpha}  \) y mostrar que:

                                                 \( \varepsilon_{n+1} = \dfrac{\varepsilon_{n}^2}{2x_{n}} < \dfrac{\varepsilon_{n}^2}{\sqrt{\alpha}} \)

De modo que al poner \( \beta = 2\sqrt{\alpha} \) se tiene:

                                                 \( \varepsilon_{n+1} < \beta ( \dfrac{\varepsilon_{1}}{\beta})^{2^{n}} \)  \( (n = 1, 2, 3, . . .) \)

Agradecería si pudieran ayudarme a comprender este ejercicio, muchas gracias de antemano y un saludo.

25 Septiembre, 2018, 06:13 pm
Respuesta #1

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 Bienvenido al foro.

Buenos dias, estaba realizando un ejercicio y no consigo entender que tengo que hacer, el ejercicio dice:

Sea \(  \alpha  \) un número real positivo, \( x_{1} \) > \( \sqrt{\alpha} \) y defínase  mediante la
recurrencia:

                                                \( x_{n+1}=\dfrac{1}{2}(x_{n}+\dfrac{\alpha}{x_{n}}) \)

1. Demostrar que {\( x_{n} \)} es monótona y decreciente y que \(  \displaystyle\lim_{n \to\infty}{x_{n}} = \sqrt{\alpha} \)

Tienes que probar que \( x_{n+1}<x_n \), para ello demuestra que:

i) \( x_n>\sqrt{\alpha} \) para todo \( n \). Puedes usar la desigualdad aritmético-geométrica: \( \dfrac{A+B}{2}\geq \sqrt{AB} \), con igualdad solo si \( A=B \).

ii) Usando lo anterior comprueba que:\(  x_{n+1}-x_n<0 \)

\( x_{n+1}-x_n=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{\alpha}{x_n}-x_n\right)=\dfrac{\alpha-x_n^2}{2x_n}\quad \ldots \)

iii) Por ser decreciente y acotada inferiormente (todos los términos son positivos) es convergente. Si \( L=\displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}x_n \) aplicando límites en la ecuación de recurrencia concluye que:

\( L=\dfrac{1}{2}\left(L+\dfrac{\alpha}{L}\right) \)

y despeja \( L. \)

Citar
2. Hacer \( \varepsilon_{n}= x_{n} - \sqrt{\alpha}  \) y mostrar que:

                                                 \( \varepsilon_{n+1} = \dfrac{\varepsilon_{n}^2}{2x_{n}} < \dfrac{\varepsilon_{n}^2}{\sqrt{\alpha}} \)

De modo que al poner \( \beta = 2\sqrt{\alpha} \) se tiene:

                                                 \( \varepsilon_{n+1} < \beta ( \dfrac{\varepsilon_{1}}{\beta})^{2^{n}} \)  \( (n = 1, 2, 3, . . .) \)

Simplemente haz con calma las cuentas que te indica.

Saludos.

25 Septiembre, 2018, 06:33 pm
Respuesta #2

Kss

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Muchas gracias por la bienvenida y la ayuda detallada, lo intentaré de la manera que me propones, Saludos.

25 Septiembre, 2018, 07:00 pm
Respuesta #3

Juan Pablo Sancho

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Este hilo te puede ayudar (evidentemente aparte de lo que propuso el Luis):

http://rinconmatematico.com/foros/index.php?topic=85249.msg342014#msg342014