Bài toán này yêu cầu chúng ta xét tính bị chặn dưới, bị chặn trên, và bị chặn của các dãy số $\left(u_n\right)$. Một dãy số được gọi là bị chặn nếu mọi số hạng của nó đều nằm trong một khoảng hữu hạn $[m, M]$. Ta sẽ phân tích miền giá trị của $u_n$ dựa trên điều kiện $n \in \mathbb{N}^*$.
Trong các dãy số (un) được xác định như sau, dãy số nào bị chặn dưới, bị chặn trên, bị chặn?
a) un = n2 + 2;
b) un = –2n + 1;
c)
Ta tiến hành phân tích sự biến thiên của số hạng $u_n$ khi $n$ tăng lên, dựa trên điều kiện $n \in \mathbb{N}^*$ ($n \ge 1$).
Chặn dưới: Tìm số $m$ sao cho $u_n \ge m$.
Chặn trên: Tìm số $M$ sao cho $u_n \le M$.
Bị chặn: Khi dãy số vừa bị chặn dưới, vừa bị chặn trên.
a) un = n2 + 2
Ta có: n ∈ ℕ* nên n ≥ 1 ⇒ n2 + 2 ≥ 3
⇒ un ≥ 3
Vậy dãy số (un) bị chặn dưới bởi 3.
b) un = –2n + 1
Ta có: n ∈ ℕ* nên n ≥ 1 ⇒ un = –2n + 1 ≤ –1
⇒ un ≤ –1.
Vậy dãy số (un) bị chặn trên bởi –1.
c)
Ta có:
Vì n ∈ ℕ* nên n ≥ 1 suy ra
Lại có: và
Vậy dãy số (un) bị chặn.
Qua phân tích các dãy số, ta kết luận về tính bị chặn của chúng như sau:
Dãy số ${u_n = n^2 + 2}$ chỉ bị chặn dưới bởi $3$, vì giá trị của nó tăng vô hạn khi $n$ tăng.
Dãy số ${u_n = -2n + 1}$ chỉ bị chặn trên bởi $-1$, vì giá trị của nó giảm vô hạn khi $n$ tăng.
Dãy số ${u_n = \frac{1}{n^2 + n}}$ có mọi số hạng thỏa mãn $0 < u_n \le \frac{1}{2}$. Do đó, dãy số này vừa bị chặn dưới bởi $0$, vừa bị chặn trên bởi $\frac{1}{2}$, nên nó là dãy số bị chặn.
• Xem thêm:
Bài 3 trang 48 Toán 11 tập 1 SGK Cánh Diều: Xét tính tăng, giảm của mỗi dãy số (un), biết:...