2. Folgen – Grundlagen
Voraussetzung: 01 Funktionen und Abbildungen (Funktionsbegriff)
2.1 Definition
Definition: Folge
Eine Abbildung heißt (unendliche) Folge über .
Man nennt das n-te Folgenglied der Folge , und den Index von .
Schreibweise:
Bemerkungen
- Statt taucht auch oder als Definitionsbereich auf, z.B. oder auch — die Folge muss also nicht zwingend bei Index 1 beginnen.
- Es gibt auch Folgen über anderen Mengen: für eine beliebige Menge . Man spricht dann von X-Folgen. Beispiel: Punktfolgen im — hier ist jedes ein Punkt im , keine reelle Zahl.
2.2 Bildungsvorschriften für Folgen
Es gibt drei grundlegende Arten, eine Folge anzugeben:
1. Verbale Beschreibung
Beispiel:
2. Explizite Formel
Hier lässt sich direkt aus berechnen, ohne vorherige Folgenglieder zu kennen.
Arithmetische Folge
Aufeinanderfolgende Glieder unterscheiden sich um eine konstante Differenz .
Geometrische Folge
Aufeinanderfolgende Glieder unterscheiden sich um einen konstanten Faktor .
3. Rekursive Definition
Hier wird aus (einem oder mehreren) vorherigen Folgengliedern berechnet.
Beispiel (Heron-Verfahren für ):
Diese Folge konvergiert gegen : (Beweis der Konvergenz folgt später, siehe 04 Grenzwert und Konvergenz von Folgen).
Beispiel (Fibonacci-Folge):
Unterschied explizit vs. rekursiv
Bei einer expliziten Formel kann man z.B. direkt berechnen, ohne zu kennen. Bei einer rekursiven Definition braucht man zwingend die vorherigen Glieder — das macht rekursive Folgen für Beweise interessant (Stichwort: vollständige Induktion, siehe 03 Vollständige Induktion), aber für die direkte Berechnung oft aufwändiger.