shubo的博客

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数列求极限的小技巧


裂项相消法

$\frac{1}{n(n+1)}$

$=\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}$

例题:

$\lim_{n\to\infty} (\frac{1}{2}+\frac{1}{2·3}+…+\frac{1}{n(n+1)})$

$=\lim_{n\to\infty}(1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+…+\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1})$

$=\lim_{n\to\infty}(1-\frac{1}{n+1})=1$

夹逼定理求数列极限

若函数$F(x)$和函数$G(x)$

在$x_0$的邻域连续,

$x\to\ x_0$时极限都为A,

即$\lim_{x\to x_0} F(x)$

$=\lim_{x\to x_0} G(x)=A$,

且在该$x_0$的邻域一直满足$F(x)\leq f(x)\leq G(x)$。

则当$x\to x_0$时也有

$\lim_{x\to x_0}F(x)\leq$

$\lim_{x\to x_0}f(x)\leq$

$\lim_{x\to x_0}G(x)$

也就是$A\leq\lim_{x\to x_0}f(x)\leq A$

所以$\lim_{x\to x_0}f(x)=A$。

例题1:

$\lim_{n\to\infty}n(\frac{1}{n^2+\pi}+\frac{1}{n^2+2\pi}+…+\frac{1}{n^2+n\pi})$

解:令$f(x)=$原式

设$F(x)=\lim_{n\to\infty}n(\frac{1}{n^2+n\pi}+\frac{1}{n^2+n\pi}+…+\frac{1}{n^2+n\pi})$

$=\lim_{n\to\infty}\frac{n^2}{n^2+n\pi}$

$G(x)=\lim_{n\to\infty}n(\frac{1}{n^2+\pi}+\frac{1}{n^2+\pi}+…+\frac{1}{n^2+\pi})$

$=\lim_{n\to\infty}\frac{n^2}{n^2+\pi}$

$\because$ 函数$F(x)$和函数$G(x)$连续,且满足$F(x)\leq f(x)\leq G(x)$。

$\therefore$ 根据夹逼定理可知

$\lim_{x\to x_0}F(x)$

$=\lim_{x\to x_0}f(x)$

$=\lim_{x\to x_0}G(x)=1$

综上所述$\lim_{n\to\infty}n(\frac{1}{n^2+\pi}+\frac{1}{n^2+2\pi}+…+\frac{1}{n^2+n\pi})=1$

八月一号那天发现忘记了这两个小知识点,故在此记录。。

求极限
$lim_{n\to\infty} \int^1_0 \frac{x^nsin^3x}{1+sin^3x}dx$

首先考虑
$x_n=\frac{sin^3x}{1+sin^3x}$

$\therefore 0 ≤ x_n ≤1$

$\therefore 0≤\frac{x^nsin^3x}{1+sin^3x}≤x^n$

$\because lim_{n\to\infty} \int^1_0 0 dx=lim_{n\to\infty} \int^1_0 x^n dx=0$

综上所述,由夹逼定理可知,
$lim_{n\to\infty} \int^1_0 \frac{x^nsin^3x}{1+sin^3x}dx=0$