ε>0이 주어지면 Archimedes 성질에 의해 N>(1/ε−1)/h인 자연수 N을 잡을 수 있습니다. n>N이면 nh>1/ε−1이므로 1+nh>1/ε, 즉 1/(1+nh)<ε입니다. 따라서 ∣xn−0∣=∣x∣n≤1/(1+nh)<ε — xn→0입니다.
x>1이면 x1/n→1임을 완전히 증명하세요. 힌트: tn=x1/n−1≥0이라 두고 x=(1+tn)n에 Bernoulli 부등식을 적용하세요.
tn=x1/n−1≥0,x=(1+tn)n≥1+ntn,0≤tn≤nx−1→0
x=2, n=20: 21/n이 위에서 1로 내려옵니다 — 21/20≈1.0353, 21/60≈1.0116.증명 보기
tn=x1/n−1이라 둡니다. x>1이므로 x1/n>1이고 tn≥0입니다. 정의에 의해 x=(1+tn)n입니다.
Bernoulli 부등식(문제 1)에 의해 (1+tn)n≥1+ntn이므로 x≥1+ntn, 즉 0≤tn≤(x−1)/n입니다.
(x−1)/n→0이므로 조임 정리(squeeze theorem)에 의해 tn→0입니다. 즉 x1/n=1+tn→1입니다. (ε-N 형태로 쓰면: N>(x−1)/ε인 N에 대해 n>N⇒∣x1/n−1∣=tn≤(x−1)/n<ε.)
n1/n→1임을 완전히 증명하세요. 힌트: tn=n1/n−1이라 두고 이항정리에서 (2n)tn2 항만 남기세요.
tn=n1/n−1,n=(1+tn)n≥(2n)tn2,0≤tn≤n−12→0
x=2, n=60: 21/k→1을 보여줍니다. 아래 증명은 같은 이항 트릭을 x=n에 적용해 tn≤2/(n−1)을 얻습니다 (n=60에서 상한 0.1841, 실제 t60≈0.0706).증명 보기
tn=n1/n−1이라 둡니다. n≥1이므로 tn≥0이고, 정의에 의해 n=(1+tn)n입니다.
n≥2일 때 이항정리로 (1+tn)n=∑k=0n(kn)tnk≥(2n)tn2입니다 (버린 항들이 모두 음이 아니므로). 즉 n≥2n(n−1)tn2입니다.
양변을 n>0으로 나누면 1≥2n−1tn2, 즉 0≤tn≤2/(n−1)입니다. 2/(n−1)→0이므로 조임 정리로 tn→0, 즉 n1/n=1+tn→1입니다. 수치 확인: n=60에서 상한은 2/59≈0.1841이고 실제 601/60−1≈0.0706으로 그 안에 들어갑니다.