题目
12 lim_(n to infty) (1+2+3+...+(n-1))/(n^2);
12 $\lim_{n \to \infty} \frac{1+2+3+\cdots+(n-1)}{n^{2}};$
题目解答
答案
利用等差数列求和公式,分子可表示为:
\[1 + 2 + \cdots + (n-1) = \frac{(n-1)n}{2}.\]
代入原式得:
\[\lim_{n \to \infty} \frac{\frac{(n-1)n}{2}}{n^2} = \lim_{n \to \infty} \frac{n-1}{2n} = \lim_{n \to \infty} \frac{1 - \frac{1}{n}}{2} = \frac{1}{2}.\]
**答案:** $\boxed{\frac{1}{2}}$
解析
考查要点:本题主要考查等差数列求和公式的应用以及数列极限的计算方法。
解题核心思路:
- 识别分子结构:分子是前$(n-1)$个自然数的和,属于等差数列求和问题。
- 应用求和公式:利用等差数列求和公式将分子化简为关于$n$的表达式。
- 化简极限表达式:将分子与分母结合后,通过约分或拆分项,分析$n \to \infty$时的极限值。
破题关键点:
- 正确应用等差数列求和公式,注意项数为$(n-1)$。
- 化简分式时,关注最高次项的系数比,或通过分子分母同除以最高次项$n$简化表达式。
步骤1:计算分子的和
分子为等差数列$1 + 2 + 3 + \cdots + (n-1)$,根据等差数列求和公式:
$1 + 2 + \cdots + (n-1) = \frac{(1 + (n-1)) \cdot (n-1)}{2} = \frac{n(n-1)}{2}.$
步骤2:代入原式并化简
将分子代入原极限表达式:
$\lim_{n \to \infty} \frac{\frac{n(n-1)}{2}}{n^2} = \lim_{n \to \infty} \frac{n(n-1)}{2n^2} = \lim_{n \to \infty} \frac{n-1}{2n}.$
步骤3:拆分分子并求极限
将分式拆分为:
$\frac{n-1}{2n} = \frac{1}{2} \left(1 - \frac{1}{n}\right).$
当$n \to \infty$时,$\frac{1}{n} \to 0$,因此极限值为:
$\frac{1}{2} \cdot (1 - 0) = \frac{1}{2}.$