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时间:2015-10-11 14:27
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1的无穷次方求极限
求(n!)^(1/n)/n,n趋于无穷时的极限
这个问题比较难,可分为三个步骤来完成:1、设xn=[n!^(1/n)]/n,则㏑xn=㏑{[n!^(1/n)]/n}=(1/n)㏑[n!/n^n]=(1/n)[㏑1/n+㏑2/n+…+㏑n/n]=(1/n)∑(k=1,n)㏑k/n(可以理解为积分和)2、转化为定积分:=∫(0,1)lnxdx=[xlnx-x](0,1)3、求无穷积分值:=-1-lim(x→0)[xlnx-x]=-1-lim(x→0)lnx/(1/x)=-1-lim(x→0)(1/x)/(-1/x^2)=-1-lim(x→0)(-x)=-1;所以:lim(n→∞)㏑xn=-1lim(n→∞)xn=1/e.
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扫描下载二维码用定积分定义求极限,n趋向无穷 1/(根号(4n^2-1))+1/(根号(4n^2-2^2))+…+1/(根用定积分定义求极限,n趋向无穷1/(根号(4n^2-1))+1/(根号(4n^2-2^2))+…+1/(根号(4n^2-n^2))
1/(√(4n^2-1))+1/(√(4n^2-2^2))+…+1/(√(4n^2-n^2))=(1/n)[1/(√(4-1/n^2))+1/(√(4-2^2/n^2))+…+1/(√(4-n^2/n^2))考虑函数f(x)=1/√(4-x^2),定义区间[0,1],分区间n等分,取右端点:lim(1/n)[1/(√(4-1/n^2))+1/(√(4-2^2/n^2))+…+1/(√(4-n^2/n^2))=∫(0,1)1/√(4-x^2)dx=arcsin(x/2)|(0,1)=π/6
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浅析n项和在n趋于无穷大时的极限的求法
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浅析n项和在n趋于无穷大时的极限的求法
2013年12期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
四川西南交通大学峨眉校区基础课部 峨眉山 614202 中国论文网 /1/view-5427056.htm 【摘要】针对n项和在n趋于无穷大时的极限,讨论了这类极限的主要求法。 【关键词】n项和 极限 夹逼准则 定积分 极限是高等数学这门学科的基础,在求极限的众多题目中我们时常会碰到求n项和在n趋于无穷大时的极限,此时极限的四则运算法则失效,我们需寻求另外的求极限的方法。关于这一类极限的求法,主要有以下几种。 1.若n项和能直接求出,则先求出和再求极限。 例1 求极限limn→∞1n2+2n2+...+nn2。 分析:因为n项和1n2+2n2+...+nn2能直接求出,所以先求出n项和再求极限。 解:因为1n2+2n2+...+nn2=1+2+...+nn2 =12n(n+1)n2=121+1n, 所以limn→∞1n2+2n2+...+nn2 =limn→∞121+1n=12。 2. 若n项和不能直接求出,则要考虑用数列极限的夹逼准则、定积分的定义、常数项级数求和、收敛的常数项级数的性质等进行计算。 例2 求极限limn→∞1n6+n+22n6+2n+...+n2n6+n2。 分析:因为n项和1n6+n+22n6+2n+...+n2n6+n2不能直接求出,但所求极限满足数列极限的夹逼准则的条件,所以可用数列极限的夹逼准则进行计算。 解:记Tn=1n6+n+22n6+2n+...+n2n6+n2, 则1+22+32+...+n2n6+n2≤Tn≤1+22+32+...+n2n6+n, 而limn→∞1+22+32+...+n2n6+n2=limn→∞16n(n+1)(2n+1)n6+n2 =16limn→∞(1+1n)(2+1n)1+1n4=13, limn→∞1+22+32+...+n2n6+n=limn→∞16n(n+1)(2n+1)n6+n =16limn→∞(1+1n)(2+1n)1+1n5=13, 由数列极限的夹逼准则,得limn→∞Tn=13,即limn→∞1n6+n+22n6+2n+...+n2n6+n2=13。 例3 求极限limn→∞1n+1+1n+2+...+1n+n。 分析:因为n项和1n+1+1n+2+...+1n+n不能直接求出,所求极限不满足数列极限的夹逼准则的条件,但可以配成定积分的定义式,所以可用定积分的定义将其转化为定积分进行计算。 解:因为limn→∞1n+1+1n+2+...+1n+n =limn→∞1n11+1n+11+2n+...+11+nn=limn→∞1n∑ni=111+in, 而函数11+x在其定义域内连续,所以函数11+x在定义域的任何闭区间上的定积分都存在,则由定积分的定义,得 limn→∞1n∑ni=111+in=∫1011+xdx=ln(1+x)10=ln2, 故 limn→∞1n+1+1n+2+...+1n+n=ln2。 例4 求极限limn→∞ln(1+1n)n+1+ln(1+2n)n+122+...+ln(1+nn)n+1n2。 分析:因为n项和ln(1+1n)n+1+ln(1+2n)n+122+...+ln(1+nn)n+1n2不能直接求出,所求极限也不满足数列极限的夹逼准则的条件,也不能配成定积分的定义式,而要将数列极限的夹逼准则和定积分的定义结合使用才能求出。 解:记 Tn=ln(1+1n)n+1+ln(1+2n)n+122+...+ln(1+nn)n+1n2, 则 ln(1+1n)+ln(1+2n)+...+ln(1+nn)n+1≤Tn≤ln(1+1n)+ln(1+2n)+...+ln(1+nn)n, 又 limn→∞ln(1+1n)+ln(1+2n)+...+ln(1+nn)n=limn→∞1n∑ni=1ln1+in=∫10ln(1+x)dx =xln(1+x)10-∫10x1+xdx=ln2-∫10(1-11+x)dx=ln2-1+ln(1+x)10=2ln2-1, limn→∞ln(1+1n)+ln(1+2n)+...+ln(1+nn)n+1=limn→∞nn+1?ln(1+1n)+ln(1+2n)+...+ln(1+nn)n =limn→∞nn+1?limn→∞ln(1+1n)+ln(1+2n)+...+ln(1+nn)n=1?(2ln2-1)=2ln2-1, 由数列极限的夹逼准则,得limn→∞Tn=2ln2-1,即 limn→∞ln(1+1n)n+1+ln(1+2n)n+122+...+ln(1+nn)n+1n2 =2ln2-1。 例5 求极限limn→∞12+322+523+...+2n-12n。 分析:因为n项和12+322+523+...+2n-12n不能直接求出,但所求极限是常数项级数∑∞n=12n-12n的前n项和的极限,即为级数∑∞n=12n-12n的和,而常数项级数∑∞n=12n-12n是幂级数∑∞n=1(2n-1)x2n在x=12时对应的级数,幂级数∑∞n=1(2n-1)x2n的和函数容易求出,所以要先求出幂级数∑∞n=1(2n-1)x2n的和函数S(x),再求和函数S(x)在x=12时的函数值。 解:因为limn→∞12+322+523+...+2n-12n=∑∞n=12n-12n,令S(x)=∑∞n=1(2n-1)x2n,x∈(-1,1); 而 S(x)=∑∞n=1(2n-1)x2n=x2∑∞n=1(2n-1)x2n-2 =x2∑∞n=1(x2n-1)′=x2∑∞n=1x2n-1′
=x2x1-x2′ =x2(1+x2)(1-x2)2,x∈(-1,1); 所以∑∞n=12n-12n=S12=121+121-122=3,即limn→∞12+322+523+...+2n-12n=3。 注:本题也可先将原极限写成 limn→∞12+322+523+...+2n-12n=∑∞n=12n-12n=∑∞n=1n2n-1-∑∞n=112n, 形式,然后求出幂级数∑∞n=1nxn-1的和函数在x=12处的函数值以及等比级数∑∞n=112n的和即可。 例6 求极限limn→∞1n∑nk=113k1+1kk2。 分析:因为n项和1n∑nk=113k1+1kk2不能直接求出,但极限limn→∞1n=0,limn→∞∑nk=113k1+1kk2是常数项级数∑∞k=113n1+1nn2的前n项和的极限,即为级数∑∞k=113n1+1nn2的和,所以要利用收敛的常数项级数的性质来求极限。 解:对级数∑∞k=113n1+1nn2,有limn→∞n13n1+1nn2=limn→∞131+1nn=e3<1, 由正项级数的根值判别法,得级数∑∞k=113n1+1nn2收敛,从而级数∑∞k=113n1+1nn2是个确定的常数,记为∑∞k=113n1+1nn2=A(A是确定的常数),即limn→∞∑nk=113k1+1kk2=A,所以 limn→∞1n∑nk=113k1+1kk2=limn→∞1n?limn→∞∑nk=113k1+1kk2=0?A=0。 例7 求极限limn→∞2n+12n+1+2n+32n+2+...+4n-122n 分析:因为n项和2n+12n+1+2n+32n+2+...+4n-122n不能直接求出,但2n+12n+1+2n+32n+2+...+4n-122n是常数项级数∑∞n=12n-12n的第n+1项到第2n项的和,所以要利用收敛的常数项级数的性质来求极限。 解:因为limn→∞2n+12n+1+2n+32n+2+...+4n-122n=limn→∞∑2nk=n+12k-12k; 记Sn=∑nk=12k-12k,由常数项级数收敛的定义及例5的结论,得limn→∞Sn=∑∞n=12n-12n=3; 从而 limn→∞S2n=limn→∞Sn=3,又∑2nk=n+12k-12k=S2n-Sn, 所以limn→∞∑2nk=n+12k-12k=limn→∞(S2n-Sn)=0,故limn→∞2n+12n+1+2n+32n+2+...+4n-122n=0。 参考文献 [1] 高等数学(第六版)下册,同济大学数学系编,高等教育出版社. [2] 数学分析(第二版)下册,陈纪修,於崇华 金路,高等教育出版社.
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