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✦ Bizuário #001

Teorema de
Stolz–Cesàro

O "L'Hôpital das sequências" — permite calcular limites de quocientes de sequências da mesma forma que L'Hôpital resolve indeterminações de funções. 18 problemas com solução completa.

Teoria

TEOREMA 1.1.1 — STOLZ–CESÀRO

Sejam e duas sequências de números reais. Supondo que é uma sequência estritamente monótona, ilimitada e que o limite

existe, então:

⚠ ATENÇÃO

Importante frisar que só podemos utilizar Stolz–Cesàro quando o limite de fato existe como valor real ou diverge para ou . Se não verificarmos esta existência não é possível concluir a igualdade.

📌 CASOS VÁLIDOS

O teorema vale quando é estritamente crescente e diverge para , ou estritamente decrescente e diverge para . Mas também vale se e com estritamente decrescente — o famoso caso .

Corolários

COROLÁRIO 1.1.1 — MÉDIA DE CESÀRO

Dada qualquer sequência de números reais, suponha que existe (finito ou infinito), então:

COROLÁRIO 1.1.2 — MÉDIA GEOMÉTRICA

Dada qualquer sequência de números reais positivos, suponha que existe (finito ou infinito), então:

COROLÁRIO 1.1.3 — RAZÃO DE SEQUÊNCIAS

Dada qualquer sequência de números reais positivos, suponha que existe (finito ou infinito), então:

Exemplos de aplicação:

18 Problemas — clique para ver a solução

01.
CELL 2020

O limite

é dado por:

(a) 1(b) 2(c) π(d) π²/6(e) e
+
02.
MR 2019

Calcule

+
03.
MR 2020

Calcule

+
04.
OBMU 2003

Sabemos que . Defina . Prove que existe um número real tal que existe o limite:

Calcule e este limite.

+
05.
MR 2020

Calcule

+
06.
PUTNAM 1966

Defina a sequência por e . Mostre que .

+
07.
OBMU 2003

Defina , . Prove que e calcule . (Os logaritmos estão todos na base .)

+
08.
PUTNAM 2012

Suponha que e que para . Então tem um limite finito quando ?

+
09.
RMC 2004

Seja e para qualquer inteiro positivo , considere . Encontre:

(a)

(b)

+
10.

Seja uma função contínua tal que a sequência definida por é convergente. Prove que a sequência dada por também é convergente.

+
11.
OBMU 2016 / VJIMC 2006

Seja uma sucessão de números reais tal que converge. Prove que .

+
12.
PUTNAM 2006

Seja um número inteiro maior que 1. Suponha que , e defina para . Calcule .

+
13.
PUTNAM 2008

Seja . Para e , seja . Calcule o limite .

+
14.
OIMU 2003

Seja , o logaritmo natural. Defina para todo , . Prove que o limite abaixo existe e está no intervalo :

+
15.
IMC 2024

Para , seja

onde log denota o logaritmo natural. Encontre .

+
16.
VJIMC 2000

Seja uma sequência limitada de números reais. É verdade que

implica ?

+
17.
OIMU 2000

Seja , para qualquer inteiro . Encontre .

+
18.
Problema Especial

Seja e para . Prove que .

+