Sia x(1) = K, x(n+1) = (x(n)² + 1.25)/3.
Esistono valori positivi da assegnare a K affinché la successione
Se la successione convergesse ad un limite L Vediamo se ciò può accadere. Indichiamo con F la funzione che ad x(n) associa x(n+1), ossia a x associa (x²+1.25)/3. Al limite la situazione deve tendere al caso in cui x sia uguale a F(x) ossia o a x=0.5 o a x=2.5, come di vede nella figura seguente (tracciata con questo script). |
F: x → (x² + 1.25) / 3 |
Se x(1)=2 (pallino celeste al centro), x(2) = F(x(1)) è l'ordinata del punto (sotto al pallino celeste)
in cui la retta x=x(1) incontra il grafico di F.
Lo stesso accade se x(1) è minore di 2.5 e maggiore o eguale a 0.5.
Se x(1) = 2.5 ogni altro x(n) vale 2.5. Se x(1) > 2.5 (nella figura è illustrato il caso di
Concludendo deve essere 0.5 ≤ K ≤ 2.5.
Come si potrebbe impiegare R.
g <- function(x) (x^2+1.25)/3 plot(c(0,4),c(0,4), type="n", xlab="", ylab="", asp=1) abline(h=seq(-1,5,1/2),v=seq(-1,5,1/2),lty=3,col="grey60") abline(h=0,v=0) plot(g,5,0, add=TRUE, col="blue") abline(0, 1 ,col="red") # Dal grafico di g intuisco cosa accade. Comunque faccio delle prove: x <- 2; lines(c(x,x,g(x)),c(x,g(x),g(x)),col="brown") x <- g(x); lines(c(x,x,g(x)),c(x,g(x),g(x)),col="brown") x <- g(x); lines(c(x,x,g(x)),c(x,g(x),g(x)),col="brown") x <- g(x); lines(c(x,x,g(x)),c(x,g(x),g(x)),col="brown") x <- g(x); lines(c(x,x,g(x)),c(x,g(x),g(x)),col="brown") x <- g(x); lines(c(x,x,g(x)),c(x,g(x),g(x)),col="brown") # Per x(1) = 2, o x(1) < 2.5, converge a 1/2 x <- 2; for (i in 1:7) {x <- g(x); print(x)} # 1.75 1.4375 1.105469 0.8240204 0.6430032 0.5544844 0.519151 # x <- 3; lines(c(x,x,g(x)),c(x,g(x),g(x)),col="brown") x <- g(x); lines(c(x,x,g(x)),c(x,g(x),g(x)),col="brown") # Per x(1) = 3, o x(1) > 2.5, diverge x <- 3; for (i in 1:7) {x <- g(x); print(x)} # 3.416667 4.30787 6.602582 14.94803 74.89788 1870.314 1166025 # Converge a 2.5 solo se x(1) = 2.5: x <- 2.5; for (i in 1:7) {x <- g(x); print(x)} # 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5