Globalübung Mathematik für Informatik 2

Übungsblatt 4: Von Folgen bis Reihen

Sven Wagner

Lehrstuhl für Computergraphik, TU Dortmund

Sommersemester 2026
🚀 by Decker

Aufgabe 1: Sandwich Theorem

  1. Seien \((a_n)_{n\in\N}, (b_n)_{n\in\N}, (c_n)_{n\in\N}\) drei reellwertige Folgen mit \(a_n \leq b_n \leq c_n\) \(\forall n\in\N\).

    Beweisen Sie: wenn \((a_n)_{n\in\N}, (c_n)_{n\in\N}\) konvergent sind mit \(\lim\limits_{n\rightarrow \infty} a_n = \lim\limits_{n\rightarrow \infty} c_n = b \in \R\), dann ist \((b_n)_{n\in\N}\) konvergent mit \(\lim\limits_{n \to \infty} b_n = b\).

Aufgabe 1: Sandwich Theorem

  1. Ist die folgende Aussage richtig oder falsch? Begründen Sie Ihre Antwort.

    Ist \((a_n)_{n\in\N}\) eine Nullfolge und \((b_n)_{n\in\N}\) eine beliebige Folge, so ist \((a_n\cdot b_n)_{n\in\N}\) ebenfalls eine Nullfolge.

Aufgabe 1: Sandwich Theorem

  1. Ist die folgende Aussage richtig oder falsch? Begründen Sie Ihre Antwort.

    Um die Konvergenz einer Folge zu zeigen, reicht es, zu zeigen, dass alle ihre Teilfolgen beschränkt sind.

Aufgabe 2: Cauchy-Folge

Sei \((a_n)_{n\in\mathbb{N}}\) die folgende rekursiv definierte Folge \[\begin{align*} a_1 & = 0\\ a_{n+1} & = \frac{1}{2+a_n} \qquad \text{für } n\in\mathbb{N}. \end{align*}\]

  1. Zeigen Sie, dass für alle \(n>1\) gilt \(0<a_{n}<1\).

Aufgabe 2: Cauchy-Folge

Sei \((a_n)_{n\in\mathbb{N}}\) die folgende rekursiv definierte Folge \[\begin{align*} a_1 & = 0\\ a_{n+1} & = \frac{1}{2+a_n} \qquad \text{für } n\in\mathbb{N}. \end{align*}\]

  1. Zeigen Sie, dass \((a_n)_{n\in\mathbb{N}}\) eine Cauchy-Folge ist.

Aufgabe 2: Cauchy-Folge

Sei \((a_n)_{n\in\mathbb{N}}\) die folgende rekursiv definierte Folge \[\begin{align*} a_1 & = 0\\ a_{n+1} & = \frac{1}{2+a_n} \qquad \text{für } n\in\mathbb{N}. \end{align*}\]

  1. Bestimmen Sie den Grenzwert von \((a_n)_{n\in\mathbb{N}}\).

Aufgabe 3: Reihenkonvergenz I

Prüfen Sie die folgenden Reihen auf gewöhnliche und absolute Konvergenz.

  1. \[\sum_{k=1}^{\infty} \left(\frac{20k^4 + 7}{25k^4 + k}\right)^k\]

Aufgabe 3: Reihenkonvergenz I

Prüfen Sie die folgenden Reihen auf gewöhnliche und absolute Konvergenz.

  1. \[\sum\limits_{k=1}^\infty k!a^k \quad \text{für } 0<a<1\]

Aufgabe 3: Reihenkonvergenz I

Prüfen Sie die folgenden Reihen auf gewöhnliche und absolute Konvergenz.

  1. \[\sum_{k=1}^{\infty}\frac{\left(-1\right)^{k-1}}{\sqrt{k}}\]

Aufgabe 4: Reihenkonvergenz II

Prüfen Sie die folgenden Reihen auf gewöhnliche und absolute Konvergenz.

  1. \[\sum_{k=1}^{\infty} \frac{k+1}{k^2+k-1}\]

Aufgabe 4: Reihenkonvergenz II

Prüfen Sie die folgenden Reihen auf gewöhnliche und absolute Konvergenz.

  1. \[\sum_{k=0}^{\infty} \frac{\left(\frac{1}{5}\right)^{2k}}{2^k}\]

Aufgabe 4: Reihenkonvergenz II

Prüfen Sie die folgenden Reihen auf gewöhnliche und absolute Konvergenz.

  1. \[\sum_{n=0}^{\infty}\left(\sum_{k=0}^{n}\left(\binom{n}{k}\left(\frac{2}{3}\right)^{2\left(n+k\right)}\right)\right)\]