この問題、背理法以外でいけませんか?nは自然数です。
自分はなぜか背理法を思いつかなかったので、数列の特徴で場合分けしました。
①数列が定数列
②数列のどこかに値が上がる番号nがある場合
③数列がどの項も異なる減少数列で、全てのiに対して
です。①②の場合は簡単に示せるのですが、③をどうすればいいのか分かりません。。。。
こんな問題背理法一択だろ!という気持ちもとても分かりますが、、なんとかよろしくお願いします🤲
③に不足がありました。減少数列かつa(i +1)>(1/2)a(i)となるiが存在する場合も簡単に示せます

ベストアンサー

単調減少数列 は であるから数列 は0に収束し、また であるから数列 は単調増加である。
よって、
となるが存在する。
数列としたとき、任意のでですよね?
そしては単調増加かつだから、例えばのような形をしているわけです。
このときとなるの存在が言えればよいのですが。
上で上げた関数を例にすれば
のとき
のとき
のとき
ですよね。
このように考えれば、どんなであっても下からどんどんに近づいていって、その後必ずとなるは存在しますよ、ということです。
以前に少しお話した極限の定義は覚えているでしょうか。
数列がに収束するとは
任意のに対し自然数が存在して、のとき
が成り立つことである。
この定義に戻って考えてみましょう。
が0に収束するので、
任意のに対し自然数が存在して、のとき
です。なので絶対値を外せば
つまり
ですから、とでもしてやれば
となります。
(続く)
訂正
10行目
質問者からのお礼コメント
理解できました。丁寧にありがとうございます。減少数列とか増加数列という情報に収束値があればかなり情報がでてくるということが分かりました。それと、
新しい数列を置くことも大事だと気付けました。