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7. Rechnen mit Zahlenfolgen
7. Sind nun x x , x 2 , . ■., x n , ... und y lf y 2 , ..., y n , ... zwei beschränkte
konvergente Folgen mit den beziehentlichen Grenzwerten £ und y, so ist
auch die Folge x x + y x , x 2 + y 2 , ..., x n + y n , ... beschränkt und konver
gent mit dem Grenzwert £ + y. Denn schreiben wir diese Folge so:
{x x + 1?) + {y-i — ri), (x 2 + rj) + (i/2 — y), ■ ■ ■, {%n + y) + (y n — y), ■ ■ •;
und berücksichtigen wir, daß nach Nummer 5 die Folge x x + y,
x 2 + y, . . x n + 7j, ... beschränkt ist und gegen | + y konvergiert und
daß nach derselben Nummer die Folge i/i — y, y% — y, . . y n — y, . . .
eine Nullfolge ist, so können wir das Ergebnis von Nummer 6 anwenden.
Dies liefert aber sofort die gewünschte Behauptung.
Damit haben wir das Ergebnis: Wenn man aus zwei beschränkten kon
vergenten Folgen mit den Grenzwerten | und y dadurch eine neue Folge
bildet, daß mau entsprechende Glieder der gegebenen Folgen addiert, so
ist auch die neue Folge beschränkt und konvergent, und zwar mit dem
Grenzwert £ + y. Dafür pflegt man häufig wesentlich kürzer, aber auch
wesentlich weniger streng zu sagen: Der Grenzwert der Summe (von zwei
Folgen) ist (vorhanden und) gleich der Summe der Grenzwerte (der ein
zelnen Folgen), oder in Form einer in Zeichen geschriebenen Gleichung:
lim (x n + y n ) = üm x n + lim y n .
U = oo n — oo n = oo
Übrigens haben wir von diesem Satz im ersten und vierten Abschnitt
in Wahrheit schon oft Gebrauch gemacht. Wenn wir z. B. beim Grenz
übergang in Formel (2), S. 4, aus
lim cos
n — oa
a
n
= 1
und
lim cos
n = oo
a = cos a
schlossen, daß
lim (l +
cos
cos
i 1 -»)
cos a
j = 2 • (1 — cos a)
ist, so liegt darin eine Anwendung des jetzt erst streng bewiesenen Satzes,
und zwar gleich für vier Summanden:
lim (l +
n = 00 '
cos
cos
b-i)
a — cos a
— lim 1 + lim cos -- + lim !~— cos il —- ] • a j + lim [— cos er]
Xi. == flC ^. = 00 ^ Xi. — OO ^ ' —* n. = nc
= 1 + 1 — cos a — cos a
= 2 • (1 — cos a).
Das gleiche gilt beim Grenzübergang in derselben Formel und in Formel (1),
S. 2, für die Ermittlung der Grenzwerte
und bei den Grenzübergängen des vierten Abschnitts.