题目
6.[单选题]求lim_(ntoinfty)(1+a)(1+a^2)...(1+a^2n) |a|A. 1-aB. (1)/(1-a)C. (1)/(a)D. a
6.[单选题]
求$\lim_{n\to\infty}(1+a)(1+a^{2})\cdots(1+a^{2n})$ |a|<1.
A. 1-a
B. $\frac{1}{1-a}$
C. $\frac{1}{a}$
D. a
题目解答
答案
B. $\frac{1}{1-a}$
解析
考查要点:本题主要考查无限乘积的极限与几何级数求和的关系,需要学生理解如何将乘积形式转化为级数形式,并利用已知的几何级数求和公式求解。
解题核心思路:
当乘积形式为$(1+a)(1+a^2)(1+a^4)\cdots(1+a^{2^n})$时,展开后可得到几何级数的部分和。随着$n \to \infty$,该部分和趋近于几何级数的和$\frac{1}{1-a}$(因$|a|<1$)。因此,原乘积的极限即为几何级数的和。
破题关键点:
- 识别乘积结构:每个因子为$(1+a^{2^k})$,指数为2的幂次。
- 展开乘积:乘积展开后覆盖所有$a^k$项($k$从0到$2^{n+1}-1$)。
- 取极限:当$n \to \infty$时,部分和趋近于无限级数和$\frac{1}{1-a}$。
步骤1:展开乘积形式
考虑乘积$(1+a)(1+a^2)(1+a^4)\cdots(1+a^{2^n})$,展开后每一项对应不同幂次的$a$相乘,例如:
- 第一项:$1 \cdot 1 \cdot 1 \cdots 1 = 1$
- 第二项:$a \cdot 1 \cdot 1 \cdots 1 = a$
- 第三项:$1 \cdot a^2 \cdot 1 \cdots 1 = a^2$
- ...
所有可能的组合对应$a^0, a^1, a^2, \dots, a^{2^{n+1}-1}$,因此展开式为:
$1 + a + a^2 + a^3 + \cdots + a^{2^{n+1}-1}.$
步骤2:取极限$n \to \infty$
当$n \to \infty$时,$2^{n+1}-1 \to \infty$,展开式变为无限级数:
$1 + a + a^2 + a^3 + \cdots.$
由于$|a| < 1$,该几何级数的和为:
$\frac{1}{1-a}.$
步骤3:结论
因此,原乘积的极限为$\frac{1}{1-a}$,对应选项B。