background image

CIĄGI LICZBOWE 

 

Definicja 

Ciągiem liczbowym nazywamy funkcję odwzorowującą zbiór liczb naturalnych w zbiór liczb 
rzeczywistych.  
N-tym  wyrazem  ciągu  nazywamy  wartość  tej  funkcji  dla  liczby  naturalnej  n  i  oznaczamy 
przez a

n

.  

Ciąg o takich wyrazach oznaczamy wtedy przez (a

n

).  

Zbiór wyrazów ciągu (a

n

) tj. { a

n

 :

N

n

 }, oznaczamy przez {a

n

}. 

 
Ciągi można określić: 

- wzorem 

 

1

1

1

1

1

2

2

n

a

...

n

n

n

n

 

 

  

- rekurencyjnie 

1

1

3

3

n

n

c

, c

c

 

- opisowo 

 

a

n

 – n-ta liczba pierwsza 

 

Definicja 

Ciąg (a

n

) jest ograniczony z dołu, jeżeli zbiór {a

n

} jest ograniczony z dołu, tzn.  

m

a

n

N

n

R

m

 

Ciąg (a

n

) jest ograniczony z góry, jeżeli zbiór {a

n

} jest ograniczony z góry, tzn.  

M

a

n

N

n

R

M

 

Ciąg (a

n

) jest ograniczony, jeżeli zbiór {a

n

} jest ograniczony, tzn.  

M

a

m

n

N

n

R

M

m

,

 

 

Definicja 

Ciąg (a

n

) jest rosnący, jeżeli   

 

 

1

n

n

N

n

a

a

 

Ciąg (a

n

) jest niemalejący, jeżeli  

 

 

1

n

n

N

n

a

a

 

Ciąg (a

n

) jest malejący, jeżeli  

 

 

 

1

n

n

N

n

a

a

 

Ciąg (a

n

) jest nierosnący, jeżeli  

 

 

1

n

n

N

n

a

a

 

 
Ciągi rosnący, malejący, niemalejący i nierosnący nazywamy ciągami monotonicznymi
 
 

B

ADANIE MONOTONICZNOŚCI CIĄGÓW

 

 

a

n+1

 - a

n

 

1

n

n

b

b

 

Ciąg 

0

 

1

 

rosnący 

0

 

1

 

malejący 

0

 

1

 

niemalejący 

0

 

1

 

nierosnący 

 

background image

 

20 

Definicja 

Ciąg (a

n

) ma granicę właściwą (granicę) 

R

a

, wtedy i tylko wtedy, gdy  

a

a

n

n

n

N

n

N

n

0

0

0

 

 
„Ciąg  (a

n

)  ma  granicę 

R

a

”  zapisujemy  symbolicznie  w  postaci  równości 

n

n

lim a

a



  lub 

n

n

a

a





 

Definicja 

Ciąg (a

n

) ma granicę niewłaściwą „” (

n

n

lim a



 

), wtedy i tylko wtedy, gdy  

 

n

N

n

N

n

a

n

n

0

0

0

 

Ciąg (a

n

) ma granicę niewłaściwą „– ” (

n

n

lim a



 

), wtedy i tylko wtedy, gdy  

 

n

N

n

N

n

a

n

n

0

0

0

 

 
Ciągi, które mają granicę (właściwą lub niewłaściwą) nazywamy ciągami zbieżnymi. 
Ciągi, które nie mają granicy właściwej ani niewłaściwej nazywamy ciągami rozbieżnymi
 

Twierdzenie (o jednoznaczności granicy ciągu) 

Każdy ciąg zbieżny ma dokładnie jedną granicę. 
 

Twierdzenie (o ograniczoności ciągu zbieżnego) 

Jeżeli ciąg jest zbieżny, to jest ograniczony. 
 

Twierdzenie (o arytmetyce granic ciągów) 

Jeżeli ciągi (a

n

) i (b

n

) mają granice właściwe, to: 

1. 

n

n

n

n

n

n

n

lim a

b

lim a

lim b







 

 

 

2. 

n

n

n

n

n

n

n

lim a

b

lim a

lim b







 

3. 

 

n

n

n

n

a

lim

c

ca

lim





   

 

 

 

4. 

  

n

n

n

n

n

n

n

lim a b

lim a

lim b







 

5. 

0

n

n

n

n

n

n

n

n

n

lim a

a

lim

,

lim b

b

lim b









 

 

 

6. 

 

 

 

0

\

,

Z

p

a

lim

a

lim

p

n

n

p

n

n





7. 



1

\

,

N

k

a

lim

a

lim

k

n

n

k

n

n





 

 

Twierdzenie (o trzech ciągach) 

Jeżeli ciągi (a

n

), (b

n

) i (c

n

) spełniają warunki: 

1. 

n

n

n

a

b

c

   dla każdego  

0

n

n

 

2. 

n

n

n

n

lim a

lim c

b,





 

to 

n

n

lim b

b



 

background image

 

21 

Definicja 

Granicę ciągu liczb 

1

1

n

n

e

n

 

 oznaczamy przez e

 

1

1

n

def

n

e

lim

n



 

 
e
 = 2,7182818...≈ 2,72 
 
Jeżeli 



n

n

a

lim

 oraz 

0

n

a

 dla 

N

n

, to: 

e

a

lim

n

a

n

n







1

1

 

 

Twierdzenie (o granicach niewłaściwych ciągów) 

 

a

dla

a

   

    

 

0

a

dla

a

  

  

 

0

a

dla

a

    



 

0

0

a

dla

a

 

  

 

0

0

1

a

dla

a

 

 

1

a

dla

a

 

  

 

0

0

b

dla

b

 

   

 

0

b

dla

b

  

  

 

 
 

Definicja 

Wyrażenia nieoznaczone

0

0

0

0

1

0

0

,

,

,

,

,

,

  



Wartości powyższych symboli zależą od postaci ciągów je tworzących. 
 
 

Literatura 

1.  M. Gewert, Z. Skoczylas: Analiza matematyczna 1. Definicje, twierdzenia, wzory
2.  M. Gewert, Z. Skoczylas: Analiza matematyczna 1. Przykłady i zadania. 
3.  W. Krysicki, L. Włodarski: Analiza matematyczna w zadaniach, część I.