题目
2.判断题lim_(ntoinfty)(1+2+...+n)/(n^2)=lim_(ntoinfty)(1)/(n^2)+lim_(ntoinfty)(2)/(n^2)+...+lim_(ntoinfty)(n)/(n^2)=0A 对B 错
2.判断题
$\lim_{n\to\infty}\frac{1+2+\cdots+n}{n^{2}}=\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n^{2}}+\lim_{n\to\infty}\frac{2}{n^{2}}+\cdots+\lim_{n\to\infty}\frac{n}{n^{2}}=0$
A 对
B 错
题目解答
答案
该题考察极限运算的正确性。原式为:
\[
\lim_{n \to \infty} \frac{1 + 2 + \cdots + n}{n^2}
\]
根据等差数列求和公式,$1 + 2 + \cdots + n = \frac{n(n+1)}{2}$,代入得:
\[
\lim_{n \to \infty} \frac{\frac{n(n+1)}{2}}{n^2} = \lim_{n \to \infty} \frac{n^2 + n}{2n^2} = \lim_{n \to \infty} \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{2n} \right) = \frac{1}{2}
\]
然而,题目中将原式拆分为:
\[
\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n^2} + \lim_{n \to \infty} \frac{2}{n^2} + \cdots + \lim_{n \to \infty} \frac{n}{n^2}
\]
这里的问题在于,当 $n \to \infty$ 时,项数 $n$ 也趋于无穷,无法直接应用极限的加法性质(该性质仅适用于有限项)。因此,这种拆分是错误的。
正确答案:B 错。
解析
考查要点:本题主要考查极限运算的性质,特别是无限项求和时极限的加法性质是否适用。关键在于理解极限运算对有限项求和的分配律成立,但对无限项求和不成立。
解题核心思路:
- 正确计算原极限:利用等差数列求和公式化简分子,再通过代数运算求极限。
- 分析题目中的错误:将原式拆分为无限个极限相加,违背了极限运算的有限性原则。
步骤1:计算原极限的正确值
原式为:
$\lim_{n \to \infty} \frac{1 + 2 + \cdots + n}{n^2}$
根据等差数列求和公式,分子为:
$1 + 2 + \cdots + n = \frac{n(n+1)}{2}$
代入原式得:
$\lim_{n \to \infty} \frac{\frac{n(n+1)}{2}}{n^2} = \lim_{n \to \infty} \frac{n^2 + n}{2n^2} = \lim_{n \to \infty} \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{2n} \right) = \frac{1}{2}$
因此,原极限的正确值为 $\frac{1}{2}$。
步骤2:分析题目中的错误拆分
题目将原式拆分为:
$\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n^2} + \lim_{n \to \infty} \frac{2}{n^2} + \cdots + \lim_{n \to \infty} \frac{n}{n^2}$
关键错误在于:
- 当 $n \to \infty$ 时,项数 $n$ 本身趋于无穷,此时无限项相加的极限不能直接拆分为每个项的极限之和。
- 虽然每个 $\lim_{n \to \infty} \frac{k}{n^2} = 0$($k=1,2,\dots,n$),但无限个0相加的结果不一定是0,需进一步分析。
结论:题目中的拆分方法违反了极限运算的有限性原则,因此是错误的。