G1-E8

Prueba usando la definición de límite

(a) limn32nn+1=2\lim_{n \to \infty} \frac{3 - 2n}{n + 1} = -2.

Dado ε>0\varepsilon>0

32nn+1l=32nn+1+2=32n+2n+2n+1=5n+1=5n+1\left|\frac{3-2n}{n+1}- \mathscr{l}\right|=\left|\frac{3-2n}{n+1} + 2\right|=\left| \frac{3-2n+2n+2}{n+1} \right| =\left| \frac{5}{n+1} \right| =\frac{5}{|n+1|}

Luego existe n0Nn_{0}\in \mathbb{N} tal que n0>5ε1n_{0}>\frac{5}{\varepsilon}-1 pues 5ε1R\frac{5}{\varepsilon}-1\in \mathbb{R} y arquimedianidad. Entonces si nn0n\geq n_{0}

an2=5n+1<ε|a_{n}-2|=\frac{5}{|n+1|}<\varepsilon

Por lo tanto limnan=2\underset{ n\to \infty }{ \lim }a_{n}=-2

\quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \square

(b) limnsin(n)n=0\lim_{n \to \infty} \frac{\sin(n)}{n} = 0. Dado ε>0\varepsilon>0 Considero n0>1εn_{0}> \frac{1}{\varepsilon} que existe por arquimedianidad y ε>0\varepsilon>0
Luego, si nn0n\geq n_{0}

anl=sin(n)n01n=nN1n1n0<ε|a_{n}-\mathscr{l}|=\left| \frac{\sin(n)}{n}-0 \right| \leq \left| \frac{1}{n} \right| \underset{ n \in \mathbb{N} }{ = } \frac{1}{n}\leq \frac{1}{n_{0}}<\varepsilon

Como ε\varepsilon era arbitrario, entonces limnan=0\underset{ n\to \infty }{ \lim }a_{n}=0

\quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \square

(c) limn2n32n+4=1\lim_{n \to \infty} \frac{2^{n} - 3}{2{^n} + 4} = 1.

Dado ε>0\varepsilon>0

anl=2n32n+41=2n32n42n+4=72n+4=72n+4\left| a_{n}-\mathscr{l} \right|=\left| \frac{2^{n} -3}{2{^n}+4} -1\right|=\left| \frac{2^{n} -3-2^{n} -4}{2^{n} +4} \right|=\left| \frac{-7}{2^{n} +4} \right|=\left| \frac{7}{2^{n} +4} \right|

Considero n0n_{0} de esta manera

72n0<ε    log2(7ε)<n0\frac{7}{2^{n_{0}} }<\varepsilon \iff \log_{2}\left( \frac{7}{\varepsilon} \right)<n_{0}

Existe por arquimedianidad pues 7ε>0\frac{7}{\varepsilon}>0 y log2(7ε)R\log_{2}\left( \frac{7}{\varepsilon} \right)\in \mathbb{R} Luego si nn0n\geq n_{0}

72n+4<72n72n0<ε\frac{7}{2^{n} +4}<\frac{7}{2^{n} }\leq \frac{7}{2^{n_{0}} }<\varepsilon

Como ε\varepsilon era arbitrario tengo que ε>0n0Nanl<εnn0\forall\varepsilon>0\:\exists\:n_{0}\in \mathbb{N}\:|\:|a_{n}-\mathscr{l}|<\varepsilon \quad n\geq n_{0} Por lo tanto

limnan=1\underset{ n\to \infty }{ \lim } a_{n}=1 \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \square