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证明:当n趋于无穷大时,lim(1/n+1/(n+1)+1/(n+2)+...+1/3n)存在,并求出极限值.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/21 09:38:18
证明:当n趋于无穷大时,lim(1/n+1/(n+1)+1/(n+2)+...+1/3n)存在,并求出极限值.
函数f(x)=1/(1+x).
用分点将区间[0,1]平均分成n份,分点是
x[k]=k/n,k=1,2,...,n.
利用定积分的定义,和式
∑{f(x[k])*(1/n),k=1...n}
当n->∞时的极限等于定积分
∫{f(x)dx,[0,1]}
而f(x[k])*(1/n)=1/(n+k),通项相等,也就是说你的式子等于上面的和式.
于是
lim[1/(n+1) +1/(n+2)+1/(n+3)+……1/(n+n),n->∞]
=∫{f(x)dx,[0,1]}
=∫{1/(1+x)dx,[0,1]}
=ln(1+x)|[0,1]
=ln(1+1)-ln(1+0)
=ln2
再问: 谢谢!若是证明:当n趋于无穷大时lim[1/(n+1)+1/(n+2)+...+1/(n+n)],你的做法完全对,但现在和式共有2n+1项啊!还能用定积分定义吗?
再答: 设f(n) = 1/n+1/(n+1) + 1/(n+2) + ... + 1/3n 则f(n+1) = 1/(n+1) + 1/(n+2) + ... + 1/3(n+1) 则f(n+2) = 1/(n+2) + 1/(n+3) + ... + 1/[3(n+1)+1] = 1/(n+2) + 1/(n+3) + ... + 1/(3n+4) 则f(n+1)-f(n+2) = 1/(n+1) - [1/(3n+2) + 1/(3n+3) + 1/(3n+4)] = 1/(n+1) - [1/(3n+3)+(3n+2+3n+4)/((3n+2)(3n+4))] = 1/(n+1) - [1/(3n+3) + (6n+6)/((3n+2)(3n+4))] 因为(3n+2)(3n+4)=9n^2+18n+81 /【(3n+3)(3n+3)】……应用到下式; 则f(n+1)-f(n+2)< 1/(n+1) - [1/(3n+3) + (6n+6)/((3n+3)(3n+3))] 则f(n+1)-f(n+2)< 1/(n+1) - [1/(3n+3) + 2/(3n+3)] 则f(n+1)-f(n+2)< 1/(n+1) - 3/(3n+3)=0 则f(n+1)-f(n+2)< 0 所以f(n+1)-f(n+2)11/6,对所有自然数n成立; 综上所得:f(n)的最小值为11/6。 希望帮助到你,若有疑问,可以追问~~~ 祝你学习进步,更上一层楼!(*^__^*)