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$\lim \{r^n\}$ existe, Es $r$ un número entero?

$r\in\Bbb R$, $|r|\gt1$ y $\lim\limits_{n\to\infty}\{r^n\}$ existe. Se puede concluir que $r$ es un número entero? Aquí, $\{x\}=x-[x] $ es la parte fraccionaria de $x\in\Bbb R$

Si $r\in\Bbb Q$, la respuesta es ¡sí!

Muchas gracias!

11voto

Hurkyl Puntos 57397

Nope!

Por ejemplo, el número de

$$(1 - \sqrt{2})^n + (1 + \sqrt{2})^n $$

es siempre un número entero, que puede ser visto de varias maneras, tales como el uso del teorema del binomio para expandir los dos binomios y viendo que los extraños poderes de $\sqrt{2}$ cancelar.

Sin embargo, $|1 - \sqrt{2}| < 1$, por lo que el primer término converge a$0$$n \to \infty$.

Por lo tanto, la diferencia entre el $(1 + \sqrt{2})^n$ y el entero más cercano disminuye a$0$$n \to \infty$.

Esta secuencia alterna entre ser un poco por encima y ligeramente por debajo de un número entero: para obtener la parte fraccionaria a converger, podemos tomar cada otro término. Así

$$r = (1 + \sqrt{2})^{2} = 3 + 2 \sqrt{2}$$

es un contraejemplo a tu conjetura.

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