Exercise 1.
Prove using the Îĩ-definition that nââlimânâ1â âÎĩ>0,âNÎĩââN s.t. âĢnâ1ââĢ<Îĩ,ânâĨNÎĩâ Let Îĩ>0. Take NÎĩâ=[Îĩ21â]+1 nâ1â<Îĩ,nâĨNÎĩâ n1â<Îĩ2,n>Îĩ21â,ânâĨNÎĩâ nâĨNÎĩâ>Îĩ21â
Exercise 2.
A. xnâ=n+1âânâ
xnâ=n+1âânâ=+n+1â+nân+1ânâ=n+1â+nâ1â xnâ>0,xnâ<x0â=1,nâĨ0âđxnââ[0,1](â) xnâxnâ+1â=n+2â+n+1ân+1â+nââ<1,nâ<n+2â xn+1â<xnâ (decreasing) (ââ) (â)+(ââ)âđ(xnâ)convergent,xnââ0
B. xnâ=1Ã21â+âĶ+n(n+1)1â
1Ã22â1â+2Ã33â2â+âĶ+n(n+1)(n+1)ânâ= 1â21â+21ââ31â+âĶ+n1âân+11â=1ân+11â<1âđ âđxnââ(0,1), bounded(â) xn+1ââxnâ=(n+1)(n+2)1â>0,xn+1â>xnâ(ââ) (â),(ââ)âđ convergent
C. xnâ=n!2nâ
xnâ>0 xnâxn+1ââ=(n+1)!2n+1âÃ2nn!â=n+12â<1 xnââ(0,x1â],xn+1â<xnâ,nâĨ2âđ(xnâ) convergent
Exercise 3.
A. nâ(n+1âânâ)
nââlimânâ(n+1âânâ)=âÃ0nââlimân+1â+nânââ=nââlimânâ(1+n1ââ+1)nââ=21â
B. 3n2n+(â1)nâ
nââlimâ3n2n+(â1)nâ=nââlimâ(32â)n+nââlimâ(â31â)n=0+0=0
C. nnâ
nââlimânnâ=nââlimânn1â=â0
Using e for â0 elnx=x,fg=elnfg=eglnf
nn1â=enlnnââe0=1 nââlimânlnnâ=S.C.nââlimân+1ânlnnn+1âââĶ
E. (2n+3n)n1â=(3n(1+(32â)n))n1â=3Ã1
(a1nâ+a2nâ+âĶ+aknâ)n1â aiâ=max{a1â,âĶ,akâ} =aiâ[(aiâa1ââ)n+âĶ+(aiâakââ)n]n1â (aiâajââ)nâ0,jî =i
Exercise 5.
A. (2nâ12n+1â)n
=[(1+2nâ12â)22nâ1â]2nâ12nâ
B. n(ln(n+2)âln(n+1)
nlnn+1n+2â=ln(n+1n+2â)n=lnâ3[(1+n+11â)n+1]n+1nââ1ââlne=1
Exercise 6.
A.
nââlimânx1â+âĶ+xnââ=S.C.nââlimân+1ânxn+1ââ=nââlimâxnâ ânââlimâbx1â+âĶ+xnââ, butânââlimâxnâ xnâ=(â1)n,ânââlimâxnâ
nx1â+x2â+âĶ+xnââ={0,n evenân1â, n oddââđlimnx1â+âĶxnââ=0B.
nââlimân1+21â+âĶ+n1ââ=S.C.nââlimâ1n+11ââ=0 nââlimâlnn1+21â+âĶ+n1ââ=S.C.nââlimâlnnn+1ân+11ââ=nââlimânlnnn+1ââÃn+1nâ=limln(1+n1â)n1âÃn+1nâ=1Ã1=1
Exercise 7.
l=nââlimâxnâxn+1ââ nxnââ=xnn1ââ=en1âlnxnâ=enlnxnâââelne=e nââlimânlnxnââ=S.C.nââlimân+1ânlnxn+1ââlnxnââ=nââlimâlnxnâxn+1ââ=lnnââlimâxnâxn+1ââ=lne
Exercise 8.
A.
nn!ânâ=nn!nnââ=nxnâââđnââlimânxnââ=nââlimâxnâxn+1ââ=e nââlimâxnâxn+1ââ=nââlimâ(n+1)!(n+1)n+1âÃnnn!â nââlimânn(n+1)nâ=nââlimâ(nn+1â)n=nââlimâ(1+n1â)n=e