题目
59.(判断题,1.0分)lim_(ntoinfty)((1)/(n^2)+(2)/(n^2)+...+(n)/(n^2))=lim_(ntoinfty)(1)/(n^2)+lim_(ntoinfty)(2)/(n^2)+...+lim_(ntoinfty)(n)/(n^2).A. 对B. 错
59.(判断题,1.0分)$\lim_{n\to\infty}(\frac{1}{n^{2}}+\frac{2}{n^{2}}+\cdots+\frac{n}{n^{2}})=\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n^{2}}+\lim_{n\to\infty}\frac{2}{n^{2}}+\cdots+\lim_{n\to\infty}\frac{n}{n^{2}}.$
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
考查要点:本题主要考查极限运算中极限与求和交换顺序的条件,以及无穷项求和的性质。
解题核心思路:
- 判断等式两边是否相等:左边是先求和再取极限,右边是先对每个项取极限再求和。
- 关键点在于:有限项的极限可以交换顺序,但无限项的极限交换需满足特定条件(如绝对收敛)。
- 右边虽然每个项的极限为0,但无限个0相加的结果不一定是0,需结合具体求和方式分析。
左边计算
左边为:
$\lim_{n\to\infty}\left(\frac{1}{n^2} + \frac{2}{n^2} + \cdots + \frac{n}{n^2}\right)$
- 求和公式:分子为$1+2+\cdots+n = \frac{n(n+1)}{2}$,因此:
$\text{和式} = \frac{\frac{n(n+1)}{2}}{n^2} = \frac{n^2 + n}{2n^2} = \frac{1}{2} + \frac{1}{2n}$ - 取极限:
$\lim_{n\to\infty}\left(\frac{1}{2} + \frac{1}{2n}\right) = \frac{1}{2}$
右边分析
右边为:
$\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n^2} + \lim_{n\to\infty}\frac{2}{n^2} + \cdots + \lim_{n\to\infty}\frac{n}{n^2}$
- 每个项的极限:$\lim_{n\to\infty}\frac{k}{n^2} = 0$($k=1,2,\dots,n$)。
- 求和问题:虽然每个项的极限为0,但项数随$n$趋于无穷,此时无限个0相加的结果不一定为0,需结合具体求和方式判断。
- 本质矛盾:右边的求和实际上是$\lim_{n\to\infty} \sum_{k=1}^n 0 = 0$,但左边为$\frac{1}{2}$,因此等式不成立。