题目
1.设a_(n)=((-1)^n+ni)/(n+4)(n=1,2,...),则lim_(ntoinfty)a_(n)( )A. 等于0B. 等于1C. 等于iD. 不存在
1.设$a_{n}=\frac{(-1)^{n}+ni}{n+4}(n=1,2,\cdots)$,则$\lim_{n\to\infty}a_{n}$( )
A. 等于0
B. 等于1
C. 等于i
D. 不存在
题目解答
答案
C. 等于i
解析
本题考查复数数列极限的计算。解题思路是将复数数列$a_{n}$的实部与虚部分开,分别计算实部和虚部在$n\to\infty$时的极限,再根据复数极限的定义得到$\lim_{n\to\infty}a_{n}$。
已知$a_{n}=\frac{(-1)^{n}+ni}{n + 4}(n = 1,2,\cdots)$,为了便于计算极限,我们将其分子分母同时除以$n$,得到:
$a_{n}=\frac{\frac{(-1)^{n}}{n}+i}{\frac{n + 4}{n}}=\frac{\frac{(-1)^{n}}{n}+i}{1+\frac{4}{n}}$
接下来分别计算实部和虚部的极限:
- 计算实部极限:
实部为$\frac{(-1)^{n}}{n}$,根据极限的性质$\lim_{n\to\infty}\frac{(-1)^{n}}{n}$,因为$\vert (-1)^{n}\vert = 1$是有界的,而$\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n}=0$,根据有界函数与无穷小的乘积为无穷小,可得$\lim_{n\to\infty}\frac{(-1)^{n}}{n}=0$。 - 计算虚部极限:
虚部为$1$,常数的极限就是其本身,所以$\lim_{n\to\infty}1 = 1$。 - 计算分母极限:
分母为$1+\frac{4}{n}$,根据极限的运算法则$\lim_{n\to\infty}(1+\frac{4}{n})=\lim_{n\to\infty}1+\lim_{n\to\infty}\frac{4}{n}$,因为$\lim_{n\to\infty}1 = 1$,$\lim_{n\to\infty}\frac{4}{n}=4\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n}=4\times0 = 0$,所以$\lim_{n\to\infty}(1+\frac{4}{n})=1+0 = 1$。
最后根据复数极限的定义$\lim_{n\to\infty}a_{n}=\frac{\lim_{n\to\infty}\frac{(-1)^{n}}{n}+i\lim_{n\to\infty}1}{\lim_{n\to\infty}(1+\frac{4}{n})}$,将上述计算的极限值代入可得:
$\lim_{n\to\infty}a_{n}=\frac{0 + i\times1}{1}=i$