1lim_(ntoinfty)(sqrt(1+2+3+...+n))/(n+2)=( )A. (1)/(2)B. (sqrt(2))/(2)C. 0D. ∞
A. $\frac{1}{2}$
B. $\frac{\sqrt{2}}{2}$
C. 0
D. ∞
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,涉及等差数列求和公式及无穷大极限的化简技巧。
解题核心思路:
- 分子部分为等差数列前$n$项和的平方根,需先利用公式化简;
- 分母部分为$n+2$,当$n \to \infty$时,可近似为$n$;
- 通过提取最高次项的方法,将分子和分母中的低阶项忽略,最终化简求极限。
破题关键点:
- 等差数列求和公式:$1+2+\cdots+n = \frac{n(n+1)}{2}$;
- 无穷大极限化简:保留分子和分母中的最高次项,忽略低阶项。
步骤1:化简分子
根据等差数列求和公式,分子部分为:
$\sqrt{1+2+\cdots+n} = \sqrt{\frac{n(n+1)}{2}}.$
步骤2:展开分子和分母
将分子和分母中的项展开:
$\frac{\sqrt{\frac{n(n+1)}{2}}}{n+2} = \frac{\sqrt{n^2 + n}}{\sqrt{2} \cdot (n + 2)}.$
步骤3:提取最高次项
分子中的$\sqrt{n^2 + n}$可提取$n$:
$\sqrt{n^2 + n} = n \sqrt{1 + \frac{1}{n}}.$
分母中的$n + 2$可提取$n$:
$n + 2 = n \left(1 + \frac{2}{n}\right).$
步骤4:约简并取极限
代入化简后的表达式:
$\frac{n \sqrt{1 + \frac{1}{n}}}{\sqrt{2} \cdot n \left(1 + \frac{2}{n}\right)} = \frac{\sqrt{1 + \frac{1}{n}}}{\sqrt{2} \left(1 + \frac{2}{n}\right)}.$
当$n \to \infty$时,$\frac{1}{n} \to 0$,因此:
$\lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{1 + 0}}{\sqrt{2} \cdot 1} = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}.$