题目
lim _(narrow infty )(dfrac (1)({n)^2+1}+dfrac (2)({n)^2+2}+... +dfrac (n)({n)^2+n})= n/+n)=- __
题目解答
答案
解析
步骤 1:确定数列的上下界
考虑数列 ${a}_{n}=\dfrac {1}{{n}^{2}+1}+\dfrac {2}{{n}^{2}+2}+\cdots +\dfrac {n}{{n}^{2}+n}$,我们首先确定它的上下界。由于每个分母都大于等于${n}^{2}$,每个分子都小于等于$n$,因此每个项都小于等于$\dfrac {n}{{n}^{2}}=\dfrac {1}{n}$。所以,整个数列的和小于等于$\dfrac {1}{n}+\dfrac {1}{n}+\cdots +\dfrac {1}{n}=1$。另一方面,每个项都大于等于$\dfrac {1}{{n}^{2}+n}$,所以整个数列的和大于等于$\dfrac {1}{{n}^{2}+n}+\dfrac {1}{{n}^{2}+n}+\cdots +\dfrac {1}{{n}^{2}+n}=\dfrac {n}{{n}^{2}+n}$。
步骤 2:计算上下界的极限
计算上界$\lim _{n\rightarrow \infty }1=1$,计算下界$\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {n}{{n}^{2}+n}=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {1}{n+1}=0$。但是,我们注意到,上界和下界并不直接给出数列的极限,我们需要更精确的估计。
步骤 3:使用夹逼定理
我们注意到,数列${a}_{n}$的每一项都可以写成$\dfrac {k}{{n}^{2}+k}$的形式,其中$k$从$1$到$n$。我们可以将每一项写成$\dfrac {k}{{n}^{2}+k}=\dfrac {k}{{n}^{2}}\cdot \dfrac {1}{1+\dfrac {k}{{n}^{2}}}$。当$n$趋向于无穷大时,$\dfrac {k}{{n}^{2}}$趋向于$0$,所以每一项趋向于$\dfrac {k}{{n}^{2}}$。因此,整个数列的和趋向于$\dfrac {1}{{n}^{2}}+\dfrac {2}{{n}^{2}}+\cdots +\dfrac {n}{{n}^{2}}=\dfrac {n(n+1)}{2{n}^{2}}$。计算这个极限,我们得到$\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {n(n+1)}{2{n}^{2}}=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {1+\dfrac {1}{n}}{2}=\dfrac {1}{2}$。
考虑数列 ${a}_{n}=\dfrac {1}{{n}^{2}+1}+\dfrac {2}{{n}^{2}+2}+\cdots +\dfrac {n}{{n}^{2}+n}$,我们首先确定它的上下界。由于每个分母都大于等于${n}^{2}$,每个分子都小于等于$n$,因此每个项都小于等于$\dfrac {n}{{n}^{2}}=\dfrac {1}{n}$。所以,整个数列的和小于等于$\dfrac {1}{n}+\dfrac {1}{n}+\cdots +\dfrac {1}{n}=1$。另一方面,每个项都大于等于$\dfrac {1}{{n}^{2}+n}$,所以整个数列的和大于等于$\dfrac {1}{{n}^{2}+n}+\dfrac {1}{{n}^{2}+n}+\cdots +\dfrac {1}{{n}^{2}+n}=\dfrac {n}{{n}^{2}+n}$。
步骤 2:计算上下界的极限
计算上界$\lim _{n\rightarrow \infty }1=1$,计算下界$\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {n}{{n}^{2}+n}=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {1}{n+1}=0$。但是,我们注意到,上界和下界并不直接给出数列的极限,我们需要更精确的估计。
步骤 3:使用夹逼定理
我们注意到,数列${a}_{n}$的每一项都可以写成$\dfrac {k}{{n}^{2}+k}$的形式,其中$k$从$1$到$n$。我们可以将每一项写成$\dfrac {k}{{n}^{2}+k}=\dfrac {k}{{n}^{2}}\cdot \dfrac {1}{1+\dfrac {k}{{n}^{2}}}$。当$n$趋向于无穷大时,$\dfrac {k}{{n}^{2}}$趋向于$0$,所以每一项趋向于$\dfrac {k}{{n}^{2}}$。因此,整个数列的和趋向于$\dfrac {1}{{n}^{2}}+\dfrac {2}{{n}^{2}}+\cdots +\dfrac {n}{{n}^{2}}=\dfrac {n(n+1)}{2{n}^{2}}$。计算这个极限,我们得到$\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {n(n+1)}{2{n}^{2}}=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {1+\dfrac {1}{n}}{2}=\dfrac {1}{2}$。