9 Tema 2. Şiruri şi serii numerice. Aplicaţii Modul I. Şiruri numerice convergente în R. Serii numerice convergente Vom studia noţiunea fundamentală de “limită a unui şir numeric”, folosind rezultatele cunoscute din liceu (fără demonstraţii) şi unele completări importante. Definiţia 1. 1. Se numeste şir de numere reale orice func ţie f : N → Rcu f(n) notatx n ∈R, unde n este rangul sau locul termenului în şirşi x n este termenul general al şirului; notăm şirul prin ( x n ). 2. Pentru orice şir strict crescător spre (+∞) de numere naturale: n 0 <n 1 <...<n k<... şirul 1 knotatn kx y = k∈N se numeşte subşir al şirului ( xn ). 3. Nu se confundăşirul ( x n ) care este o funcţie, cu mulţimea termenilorsăi { x 0 , x 1 , ..., x n , ...} ⊂R; pentru un subşir avem: { 0 1 , ,..., kn n n x x x , ...} ⊂{x 0 ,x 1 , ...,x n , ...}⊂R. Un şir ( x n ) se numeşte şir constant dacăx n =x 0 , ∀n ≥ 0. Un şir ( x n ) se numeşte şir periodic dacă există k∈N a.î. x n+k= x n , ∀n∈N (⇔f(n+k) = f(n), ∀n∈N). 4. Un şir ( x n ) se numeşte şir staţionar dacă există n 0 cu n 0 ∈N a.î.x n =x n0 , ∀n ≥ n 0 (⇔ f(n) = f(n 0 )), ∀n ≥ n 0 . Exemple 1. x n = ( ) n 1 n − , n≥1 are elementele –1, 2 1 , 3 1 − , 4 1 ,... 2. 0 1 2 3 4 , , , , , 5 3 , 5 n x x x x x n x n < = ≥ are elemente: x 0 ,x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 , 3, 3, ..., 3, ... este un şir staţionar (are n 0 = 5, decix n =3 pentru ∀n ≥ 5). 3. ( x n ) dat prin: 1, 0, 2, 3, 1, 0, 2, 3, ... este şir periodic. 4. x n = a∈R, ∀n ∈N este şir constant. 5. x n = ( ) 2 1 2 1 n − + cu elementele: 0, 1, 0, 1, ... este un şir periodic. 6. x n = n 2 1 , ∀n ≥ 0 are subşirul2 1 1 2 kn kx + = cu mulţimea elementelor⊂ + K K K K , 2 1 , , 2 1 , 2 1 , 2 1 , 1 , 2 1 , , 2 1 , 2 1 , 2 1 n 3 2 1 n 2 5 3 deci ( y k) k≥0 =( kn x ) k≥0 = 0 k1 k2 2 1 ≥ + .