[题目]极限-|||-lim _(narrow infty )(dfrac (1)(sqrt {{n)^2+1}}+dfrac (1)(sqrt {{n)^2+2}}+... +dfrac (1)(sqrt {{n)^2+n}})= __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查数列极限的计算,特别是利用夹逼定理处理含根号的和式极限问题。
解题核心思路:
- 观察到每一项的分母$\sqrt{n^2 + k}$介于$n$和$\sqrt{n^2 + n}$之间,从而对整个和式构造上下界。
- 通过夹逼定理证明上下界的极限均为$1$,从而确定原式的极限值。
破题关键点:
- 分母的放缩:对每个$k$,有$n \leq \sqrt{n^2 + k} \leq \sqrt{n^2 + n}$。
- 和式的上下界构造:利用上述不等式,将原和式夹在两个易于求极限的表达式之间。
步骤1:构造和式的上下界
对于每个$k$($1 \leq k \leq n$),有:
$n \leq \sqrt{n^2 + k} \leq \sqrt{n^2 + n}$
取倒数并乘以$1$,得:
$\frac{1}{\sqrt{n^2 + n}} \leq \frac{1}{\sqrt{n^2 + k}} \leq \frac{1}{n}$
将上述不等式对$k$从$1$到$n$求和,得到:
$\sum_{k=1}^n \frac{1}{\sqrt{n^2 + n}} \leq \sum_{k=1}^n \frac{1}{\sqrt{n^2 + k}} \leq \sum_{k=1}^n \frac{1}{n}$
步骤2:计算上下界的极限
-
下界:
$\sum_{k=1}^n \frac{1}{\sqrt{n^2 + n}} = n \cdot \frac{1}{\sqrt{n^2 + n}} = \frac{n}{n\sqrt{1 + \frac{1}{n}}} = \frac{1}{\sqrt{1 + \frac{1}{n}}}$
当$n \to \infty$时,$\frac{1}{\sqrt{1 + \frac{1}{n}}} \to 1$。 -
上界:
$\sum_{k=1}^n \frac{1}{n} = n \cdot \frac{1}{n} = 1$
步骤3:应用夹逼定理
由于下界和上界的极限均为$1$,根据夹逼定理,原式的极限为:
$$
\lim{n \to \infty} \sum{k=1}^n \frac{1}{\sqrt{n^2 + k}} = 1
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