题目
极限 lim_(n to infty) (1)/(n) sum_(i=1)^n sqrt(1 + (i)/(n)) 用定积分表示为()。A. int_(0)^1 sqrt(x) , dxB. int_(0)^1 sqrt(1 + x) , dxC. int_(1)^2 sqrt(x) , dxD. int_(1)^2 sqrt(1 + x) , dx
极限 $\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} \sqrt{1 + \frac{i}{n}}$ 用定积分表示为()。
A. $\int_{0}^{1} \sqrt{x} \, dx$
B. $\int_{0}^{1} \sqrt{1 + x} \, dx$
C. $\int_{1}^{2} \sqrt{x} \, dx$
D. $\int_{1}^{2} \sqrt{1 + x} \, dx$
题目解答
答案
BC
B. $\int_{0}^{1} \sqrt{1 + x} \, dx$
C. $\int_{1}^{2} \sqrt{x} \, dx$
B. $\int_{0}^{1} \sqrt{1 + x} \, dx$
C. $\int_{1}^{2} \sqrt{x} \, dx$
解析
本题考查定积分的定义,关键是将数列极限转化为定积分的形式。
步骤1:回顾定积分的定义
定积分的定义为:
$\int_{a}^{b} f(x) \, dx = \lim_{n \to \infty} \sum_{i=1}^{n} f\left(a + i \cdot \frac{b-a}{n}\right) \cdot \frac{b-a}{n}$
其中,$\Delta x = \frac{b-a}{n}$(区间长度分割),$x_i = a + i\Delta x$(第$i$个分点),求和式的极限即为积分。
步骤2:分析题目中的极限结构
题目给出的极限为:
$\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} \sqrt{1 + \frac{i}{n}}$
对比定积分定义,发现:
- $\frac{1}{n} = \Delta x$,即$\Delta x = \frac{b-a}{n} = \frac{1}{n}$,说明区间长度$b-a=1$;
- 根号内的$\frac{i}{n} = i\Delta x$,即$x_i = a + i\Delta x = \frac{i}{n}$,因此$a=0$,$b=a+1=1$;
- 被积函数$f(x_i) = \sqrt{1 + x_i} = \sqrt{1 + \frac{i}{n}}$,故$f(x) = \sqrt{1 + x}$。
步骤3:确认定积分表达式
根据上述分析,极限对应的定积分为:
$\int_{0}^{1} \sqrt{1 + x} \, dx$
即选项B。