我覺得做這道題目第一步是要證明極限存

2022-02-05 03:54:25 字數 1534 閱讀 2909

我覺得做這道題目第一步是要證明極限存在,然後再求極限。

題中給出的為sn=1+1/2+1/3+…….+1/n聯想到收斂的尤拉常數:lim(1+1/2+1/3+…….

+1/n-lnn)在n趨向於無窮的時候是收斂的,且最後讓我們求的是商的形式,在ln中相減便可以得到商,符合以上題目的特徵,所以我覺得應該使用這個來解這道題目。

以下給出具體證明:

(1)證明有界與單調

先證明有界性

sk>=n即1+1/2+1/3+…….+1/kn>=n

但由於同時它是最小的下標,所以一定有:n+1>=1+1/2+1/3+…….+1/kn>=n

做適當變化,得式i:n+1-lnkn>=1+1/2+1/3+…….+1/kn-lnkn>=n-lnkn

所以可以寫出它的下一項為ii:n+2-lnkn+1>=1+1/2+1/3+…….+1/kn+1-lnkn+1>=n+1-lnkn+1

現在把i和ii兩個式子拿出來:

i:n+1-lnkn>=1+1/2+1/3+…….+1/kn-lnkn>=n-lnkn

ii:n+2-lnkn+1>=1+1/2+1/3+…….+1/kn+1-lnkn+1>=n+1-lnkn+1

當n趨於無窮時,中間部分都趨於尤拉常數,令其為a,即得到新的不等式:

i:n+1-lnkn>=a>=n-lnkn

ii:n+2-lnkn+1>=a>=n+1-lnkn+1

所以上下錯位取不等號得:

n+1-lnkn >=n+1-lnkn+1

n+2-lnkn+1>=n-lnkn

即 lnkn+1 >= lnkn

ln kn >= lnkn+1-2

即1<=kn+1/kn<=e2

即證明了有界。

下面來證明單調性:

因為1<=kn+1/kn<=e2

所以 1<=kn+2/kn+1<=e2

1/e2 < = kn/kn+1 <=1

所以 kn+2/kn+1 –e2<=0

kn/kn+1–1/e2>=0

兩式相乘得到:(kn+2/kn+1)/(kn+1/kn)<=1

即遞減.

(2)求極限。

單調有界所以極限存在.設其極限為c,則:

limkn+1/kn=c.

取原來的式子:sn=1+1/2+1/3+…….+1/n,

1+1/2+1/3+…….+1/kn+(…..+1/kn+1)=

1+1/2+1/3+…….+1/kn+(…..+1/ckn)

然後中間括號部分一定不會到1,所以放縮一下,

1+1/2+1/3+…….+1/kn+(…..+1/ckn)<=1+1/2+1/3+…….+1/kn+1

即1+1/2+1/3+…….+1/kn+(…..+1/ckn)-lnckn<=1+1/2+1/3+…….+1/kn+1-lnckn

即當n趨於無窮時,a<=a+1-lnc

求得c<=e

又因為上面求得c>=1,所以1<=c<=e。

ps:後面就不會加逼了。。。。。。。。。而且感覺我在做單調的時候有些問題,希望老師解答,謝謝~~~~~~~

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