Mathcenter Forum

Mathcenter Forum (https://www.mathcenter.net/forum/index.php)
-   ปัญหาคณิตศาสตร์ทั่วไป (https://www.mathcenter.net/forum/forumdisplay.php?f=1)
-   -   โจทย์เศษส่วนต่อเนื่อง (https://www.mathcenter.net/forum/showthread.php?t=815)

nooonuii 24 มีนาคม 2005 12:14

โจทย์เศษส่วนต่อเนื่อง
 
ยังไม่แน่ใจในระดับความยากครับ ตอนนี้มีแต่คำตอบ

จงหาค่าของ
\[ \Huge{ 1+\frac{1}{2+\frac{2}{3+\frac{3}{4+\frac{4}{5+\dots}}}} } \]

gon 24 มีนาคม 2005 23:42

ขั้นที่ 1 จะแสดงว่า \[\frac{1}{1+}\frac{2}{2+}\frac{3}{3+} \cdots = \frac{1}{1+\frac{2}{2+\frac{3}{3+ \cdots}}} = \frac{1}{e - 1} \]
ถ้า pn เป็นคอนเวอร์เจนต์ที่ n ของเศษส่วนดังกล่าวจะได้ว่า pn = npn - 1 + npn - 2

\[\therefore \quad p_n - (n+1)p_{n-1} = -(p_{n-1} - np_{n-2}) \quad \cdots (*)\]
แทน n = 3, 4, 5, ... , n ลงในสมการ (*) จากนั้นนำสมการมาคูณกันทั้งหมดจะได้ว่า
\[p_n - (n+1)p_{n-1} = (-1)^{n-2}(p_2 - 3p_1) \]

พิจารณา 2 คอนเวอร์เจนต์แรก \(\frac{p_1}{q_1} = \frac{1}{1} , \frac{p_2}{q_2} = \frac{1}{1+\frac{2}{2}} = \frac{2}{4} \)

แทน p1 = 1, p2 = 2 ลงในสมการ (*) จะได้ว่า
\[p_n - (n+1)p_{n-1} = (-1)^{n-1} \quad \cdots (1)\]
ในทำนองเดียวกัน เนื่องจากคอนเวอร์เจนต์ที่ n ของ q หรือ qn มีสมการ recurrence แบบเดียวกับ p ก็จะได้\[q_n - (n+1)q_{n-1} = (-1)^{n-2}(q_2 - 3q_1) \]
เมื่อแทน q1 = 1, q2 = 4 ก็จะได้ว่า
\[q_n - (n+1)q_{n-1} = (-1)^{n-2} \quad \cdots (2)\]
นำ (n + 1)! หารสมการ (1) จะได้ว่า
\[\frac{p_n}{(n+1)!} - \frac{p_{n-1}}{n!} = \frac{(-1)^{n-1}}{(n+1)!} \quad \cdots (3)\]
แทน n = 2, 3, ... , n ลงในสมการ (3) และ p1 = 1 จากนั้นนำสมการทั้งหมดมาบวกกัน ก็จะได้ว่า
\[\frac{p_n}{(n+1)!} = \frac{1}{2!} + \frac{1}{3!} - \frac{1}{4!} + \cdots + \frac{(-1)^{n-1}}{(n+1)!} = 1 - \frac{1}{2!} + \frac{1}{3!} - \frac{1}{4!} + \cdots + \frac{(-1)^{n-1}}{(n+1)!} \]
ในทำนองเดียวกันจะได้ว่า
\[ \frac{q_n}{(n+1)!} = 1 - \frac{1}{2!} + \frac{1}{3!} + \cdots + \frac{(-1)^{n-2}}{(n+1)!}\]
\[\therefore \lim_{n \to \infty }(\frac{p_n}{q_n}) = \frac{1 - \frac{1}{2!} + \frac{1}{3!} - \frac{1}{4!} + \cdots + \frac{(-1)^{n-1}}{(n+1)!}}{1 - \frac{1}{2!} + \frac{1}{3!} + \cdots + \frac{(-1)^{n-2}}{(n+1)!}} = \frac{e^{-1}}{1-(1-1 + \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} + \cdots + \frac{(-1)^{n-1}}{(n+1)!})} = \frac{e^{-1}}{1-e^{-1}} = \frac{1}{e-1} \]

ขั้นที่ 2 หาค่าของ \[1+\frac{1}{2+} \frac{2}{3+} \frac{3}{4+} \cdots \]
\[\because \frac{1}{1+}\frac{2}{2+}\frac{3}{3+}\frac{4}{4+}\frac{5}{5+}\frac{6}{6+} \cdots = \frac{1}{1+}\frac{1}{1+}\frac{3}{2 \cdot 3+}\frac{2 \cdot 4}{4+}\frac{5}{5+}\frac{6}{6+} \cdots \]
\[ = \frac{1}{1+}\frac{1}{1+}\frac{1}{2+}\frac{2 \cdot 4}{3 \cdot 4} \frac{3 \cdot 5}{5+} \frac{6}{6+} \cdots \]
\[ = \frac{1}{1+}\frac{1}{1+}\frac{1}{2+}\frac{2}{3+} \frac{3 \cdot 5}{4 \cdot 5}\frac{4 \cdot 6}{6+}\cdots \]
\[ = \frac{1}{1+}\frac{1}{1+}\frac{1}{2+}\frac{2}{3+}\frac{3}{4+}\frac{4 \cdot 6}{5 \cdot 6} \cdots \]
\[\therefore \frac{1}{e-1} = \frac{1}{1+\frac{1}{1+\frac{2}{2+\frac{3}{3+ \cdots }}}} \]
\[\therefore e - 1 = 1 + \frac{1}{1+\frac{1}{2+\frac{2}{3+\cdots}}} = 1 + \frac{1}{1+x-1} \Rightarrow x = \frac{1}{e-2} \quad \]

หวังว่าคงไม่พลาดตรงไหนนะ ใครทำได้ง่ายกว่านี้รบกวนช่วยแสดงวิธีคิดด้วยครับ. :D

nooonuii 25 มีนาคม 2005 05:33

อะโห พี่ gon คิดไงครับเนี่ย ยังไม่ได้ดูรายละเอียดครับ เพราะค่อนข้างจะซับซ้อนเหลือหลาย แต่คำตอบถูกเป๊ะเลยครับ


เวลาที่แสดงทั้งหมด เป็นเวลาที่ประเทศไทย (GMT +7) ขณะนี้เป็นเวลา 20:52

Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd.
Modified by Jetsada Karnpracha