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Zeigen, dass log(n!) / (n log(n) beschränkt ist

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Tags: Folgen und Reihen, Funktion, Funktionalanalysis, Funktionenfolgen, Funktionenreihen, Grenzwert, Komplexe Zahlen, Lineare Unabhängigkeit

 
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Sonnenlord

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17:39 Uhr, 06.05.2018

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Hey, Leute!

ich habe ein Problem bei einer Aufgabe, da ich mit der üblichen Herangehensweise nicht weit komme.

Es geht um folgende Aufgabe:

" ) Zeigen Sie, dass log(n!)O(nlog(n)) gilt", wobei das "O" das Landausymbol ist.
Wie wir die Landausymbole in der Vorlesung definiert haben, lade ich als Bild weiter unten hoch.

Mein Lösungsversuch:

log(n!)nlog(n)=log(nn-1n-2...)nlog(n)=log(n)+log(n-1)+log(n-2)+...log(1)n(log(n))

=log(n)n(log(n))+log(n-1)n(log(n))+log(n-2)n(log(n))+... =0?


Ab da komme ich nicht mehr weiter. Nach Definition bedeutet Groß O, dass der die beiden Folgen bei ihrer Teiliung beschränkt sind, aber keine Nullfoge sind... Aber als Ergebnis bekomme ich eine Nullfolge... Hat jemand eine Idee was ich faslch mache ?

Ich wäre für jede Hilfe sehr dankbar!

Mfg
Till

ls2
ls

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DrBoogie

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17:44 Uhr, 06.05.2018

Antworten
Du hast log(n)+log(n-1)+...+log(1)log(n)+log(n)+...+log(n), was offensichtlich <1 ist.
Sonnenlord

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18:07 Uhr, 06.05.2018

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Hallo!

Danke für deine Antwort!


Wie genau kannst du das sehen, dass es gegen 1 konvergiert? Bei der restlichen Summanden ist es mir nicht so ersichtlich:/
Sonnenlord

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18:17 Uhr, 06.05.2018

Antworten
Also wie kann man den Bruch so umformen, dass man sehen kann, dass es zwar beschränkt,aber keine Nullfolge ist?
Antwort
DrBoogie

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18:42 Uhr, 06.05.2018

Antworten
Kuck hier: stackoverflow.com/questions/2095395/is-logn-%CE%98n-logn

Antwort
DrBoogie

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18:43 Uhr, 06.05.2018

Antworten
"Wie genau kannst du das sehen, dass es gegen 1 konvergiert?"

Habe nie behauptet. Damit zeigt man nur eine Abschätzung, von oben. Von unten - im Link.
Sonnenlord

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19:00 Uhr, 06.05.2018

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Achso. Sicher ist aber, dass es keine Nullfolge ist, oder ? Weil der Zähler oben ja größer ist als der Nenner?
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:05 Uhr, 06.05.2018

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Es gibt die Stirlingformel: de.wikipedia.org/wiki/Stirlingformel
Demnach ln(n!) ist im Wesentlichen nln(n)-n+0.5ln(n).
Also ln(n!)nln(n) ist 1-1ln(n)+0.5n+ kleine Restterme.
Und damit ist es eine Folge, die gegen 1 konvergiert.
Sonnenlord

Sonnenlord aktiv_icon

19:16 Uhr, 06.05.2018

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Auf der Seite, auf der du mich verlinkt hast, gibt es einer, der es wie unten auf dem Bild gelöst hat.


Als Quotient würde 1+ sehr kleine Restterme herauskommen. Warum?


a3
Antwort
DrBoogie

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19:22 Uhr, 06.05.2018

Antworten
"Als Quotient würde 1+ sehr kleine Restterme herauskommen"

Keine Ahnung, wie Du auf die sehr kleine Terme kommst.
Ich meinte die Abschätzung aus der Hauptantwort, Du brauchst nur sie.
Sonnenlord

Sonnenlord aktiv_icon

19:27 Uhr, 06.05.2018

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Ja, aber eine Nullfolge ist auch kleiner als 1. Laut dem "groß Oh" ist es beschränkt, aber keine Nullfolge. Tut mir leid, wenn ich nerve, aber ich komme nicht drauf, dass es kleiner als 1 ist. Hat der Bruch keinen Grenzwert??
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:35 Uhr, 06.05.2018

Antworten
"Hat der Bruch keinen Grenzwert??"

Hat, 1, das folgt z.B. aus der Stirling-Formel.
Aber Du brauchst nicht zu beweisen, dass es genau 1 ist oder dass der Grenzwert existiert.
Du willst nur zeigen, dass es c>0 und C>c existieren, so dass c<ln(n!)nln(n)<C für alle n. Dass man C=1 nehmen kann, sollte Dir schon klar sein, das ist oben begründet, ebenfalls auch im Link. Außerdem ist im Link die Abschätzung ln(n!)=ln(1)+ln(2)+...+ln(n)n2ln(n) zu sehen, woraus folgt, dass c=1/2 genommen werden kann. Mehr brauchst Du nicht.
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