Iterative Prozesse mit dem GTR

Bei Grenzprozessen kommen oft iterativ definierte Funktionen vor, wie etwa im Buch auf Seite 200 Nr. 12. Am einfachsten kann man diese mit der ans Funktion des GTR lösen (ans erreicht man mit ctrl (–) ).

Zum Beispiel Nr. 12 (1): \[x_n=0,6x_{n-1}+3\mbox{; }x_0=1.\] Der Anfangswert ist \(x_0=1\), also tippt man:

1enter Antwort:1

Die Iteration ist 0,6 mal dem letzten Wert plus 3. Der letzte Wert ist ans, also:

0.6\(\times\) ans +3enter Antwort:3.6


Und jetzt einfach enter mehrmals:

enterenterenterenter Antwort:5.16
6.096
6.6576
6.99456


Durch häufiges Drücken von Enter findet man heraus, dass die Zahlen sich immer mehr dem Wert 7,5 nähern (Bild rechts). Funktionsgraph
Wenn man eine solche Folge von Zahlen hat, also eine erste Zahl, zweite, dritte, usw. ohne Ende, dann heißt das eine Folge . Wenn die Folge einen Grenzwert hat, also eine Zahl, der die Werte sich im Laufe der Zeit immer weiter nähern oder sie sogar erreichen, heißt die Folge konvergent .
Aufgabe Führe Aufgabe 12 (2)-(6) auf Seite 200 durch.

Die anderen GTR-Möglichkeiten

Manchmal genügtansnicht. Entweder, weil in der Definition nicht nur \(x_{n-1}\), sondern auch \(n\) vorkommt, oder weil man eine Grafik haben möchte. Dann gibt es zwei Möglichkeiten:

Grafik Menu

Öffne ein Grafik Fenster (z.B. B im Hauptmenu on ). Dann:

menu3Graph-Eingabe6Folge1Folge
Jetzt ist der Rechner auf Folgen eingestellt. (Wichtig: Nachher mit menu31 zurückstellen!)
Mit tab oder ctrl G kann man jetzt eine Folge eingeben:
{ u1(n)= Anfangswert(e)= 1≤n≤99 nstep=1 Für die Folge oben ist der Anfangswert 1 und die Funktion ist \(x_n=0,6x_{n-1}+3\mbox{; }x_0=1.\) oder in GTR-Schreibweise:\(u1(n)=0,6u1(n-1)+3\); Anfangswert=1 und Beginn bei n=0. Wenn man alles perfekt machen wollte, wäre das: { u1(n)=0.6·u1(n-1)+3 Anfangswert(e)=1 0≤n≤99 nstep=1
Dritte Zeile 0≤n um die Folge bei 0 anfangen zu lassen, meist nicht so wichtig)
Funktionsgraph
Aufgabe Stelle die Folge aus Aufgabe 14b auf Seite 201 im GTR dar. Und schaue dir die interaktive Lösung an.

Wenn es nicht im Grafikmenu sein soll, kann man eine Folge mit der Taste { definieren. Nehmen wir als Beispiel wieder die harmonische Reihe aus der Aufgabe 14 mit \[x_n=x_{n-1}+\frac 1 n \mbox{ ; und } x_1=1.\] Zuerst ins on Hauptmenu, dann A. Jetzt f(n):= und dann die Taste { . Hier in der oberen Reihe an der siebten Stelle die \(\left\{{\square,\square}\atop{\square,\square}\right.\) wählen. Die beiden Bedingungen sind: Für \(n=1\) ist \(x_n=x_1=1\) und sonst ist \(x_n=x_{n-1}+\frac 1 n\). Also gib es so ein:

\(f(n):=\left\{\begin{matrix} 1 & , & n=1 \\ f(n-1)+\frac 1 n & , & \end{matrix} \right.\)
was der GTR ergänzt zu:
\(f(n):=\left\{\begin{matrix} 1 & , & n=1 \\ f(n-1)+\frac 1 n & , & Else\end{matrix} \right. Fertig\)
Jetzt kann man mit f(10) das zehnte Glied der Folge ausrechnen.
Fast immer ist es günstiger im Grafikmenu oder mit ans zu rechnen!
Hausaufgabe Führe Aufgabe 13 auf Seite 200 durch. Vergleiche das animierte Bild!