根据数列极限的定义证明:lim _(narrow infty )dfrac (2n+1)(3n+1)=dfrac (2)(3)
根据数列极限的定义证明:

题目解答
答案
根据极限定义,
因为
,任取
,要使
,只要使
,即
即可。
取N=[
],当n>N时,就有
,
即:
。
解析
考查要点:本题主要考查利用数列极限的定义进行证明的能力,需要掌握极限定义的逻辑结构,并能够通过代数变形和不等式放缩找到合适的自然数N。
解题核心思路:
- 计算差值:将数列与极限值相减,通分化简得到绝对值表达式。
- 放缩处理:通过分母放大(如将$3n+1$视为$3n$)简化不等式,找到关于$n$的条件。
- 确定N:根据放缩后的不等式,解出$N$的表达式,确保当$n > N$时不等式成立。
破题关键点:
- 正确化简差值是基础,需注意通分过程的准确性。
- 合理放缩是关键,需保证放缩后的不等式方向正确且易于求解。
步骤1:计算差值
计算$\left|\dfrac{2n+1}{3n+1} - \dfrac{2}{3}\right|$:
$\begin{aligned}\left|\dfrac{2n+1}{3n+1} - \dfrac{2}{3}\right| &= \left|\dfrac{3(2n+1) - 2(3n+1)}{3(3n+1)}\right| \\&= \left|\dfrac{6n + 3 - 6n - 2}{3(3n+1)}\right| \\&= \left|\dfrac{1}{3(3n+1)}\right| = \dfrac{1}{3(3n+1)}.\end{aligned}$
步骤2:放缩处理
由于$3n+1 > 3n$(当$n > 0$时),可得:
$\dfrac{1}{3(3n+1)} < \dfrac{1}{3 \cdot 3n} = \dfrac{1}{9n}.$
步骤3:解不等式
要使$\dfrac{1}{9n} < \varepsilon$,即:
$n > \dfrac{1}{9\varepsilon}.$
步骤4:确定N
取自然数$N$满足:
$N = \left[\dfrac{1}{9\varepsilon}\right] + 1,$
其中$[x]$表示不超过$x$的最大整数。当$n > N$时,必有$n > \dfrac{1}{9\varepsilon}$,从而$\dfrac{1}{9n} < \varepsilon$,原式成立。