文章目录

  • 一.极限、连续
    • 函数极限
      • ①:虽然求极限阔以把加减号拆开然后分别求极限,但是这个是有条件的,比如这种就不能
      • ②:用洛必达法则的时候:右存在,则左存在,但左存在,不一定右存在
      • ③:泰勒展开的时候,阶数要展够,比如这道
      • ④:要求f(0)=0f(0)=0f(0)=0
      • ⑤:要求f(x)在0点有意义f(x)在0点有意义f(x)在0点有意义
      • ⑥:非常非常非常经典的一道题
      • 1.6
      • 1.8
      • 1.22
      • 1.40(不常见题型)
      • 1.42
      • 1.44(打星)
      • 1.45(打星)【证明题】【放缩】
    • 数列极限
      • 例3
      • 1.67(打星)
      • 1.69
      • 1.77(打星)【求极限先斩后奏】
      • 1.80【证明题】
      • 1.81
      • 1.82【函数迭代】
        • (1)
        • (2)
        • (3)
      • 1.83
      • 1.84
      • 1.87(多看)【证明题】
      • 1.90(放缩夹逼)
      • 1.91
      • 1.101

一.极限、连续

函数极限

容易犯的错误:

①:虽然求极限阔以把加减号拆开然后分别求极限,但是这个是有条件的,比如这种就不能

lim⁡x→01−x2cos2x−1x2\lim_{x\to0}\frac{\sqrt{1-x^2}cos^2x-1}{x^2}x→0lim​x21−x2​cos2x−1​
这个如果拆开了就是 ∞−∞\infty-\infty∞−∞ 属于不能判断的情况,就不能拆

其实不管加减乘除,实际上就是未定式不能拆开,有两种∞−∞和0−0\infty-\infty和0-0∞−∞和0−0说不清楚是等于多少,而其他的比如说∞±0\infty\pm0∞±0肯定是等于∞\infty∞的,0根本没影响
但是比如像1.22的这道题属于∞−∞+0\infty-\infty+0∞−∞+0的这种
lim⁡x→∞(x3+x2)e1x−1+x6−tan1x⋅e1x\lim_{x\to\infty}(x^3+\frac{x}{2})e^{\frac{1}{x}}-\sqrt{1+x^6}-tan\frac{1}{x}\cdot e^{\frac{1}{x}}x→∞lim​(x3+2x​)ex1​−1+x6​−tanx1​⋅ex1​
后面这项tan1x⋅e1xtan\frac{1}{x}\cdot e^{\frac{1}{x}}tanx1​⋅ex1​答案直接就不要了是为啥喃?
按道理来说∞−∞\infty-\infty∞−∞可能是0,然后三项就变成两项0−00-00−0又是未定式,这样就不能省略,而答案省略了却对了的原因是因为后面算出来∞−∞=∞\infty-\infty=\infty∞−∞=∞,所以才对

②:用洛必达法则的时候:右存在,则左存在,但左存在,不一定右存在

lim⁡x→0x2sin1xx=xsin1x=0\lim_{x\to0}\frac{x^2sin\frac{1}{x}}{x}=xsin\frac{1}{x}=0x→0lim​xx2sinx1​​=xsinx1​=0
但是用洛必达
lim⁡x→0x2sin1xx=2xsin1x−cos1x,极限就不存在\lim_{x\to0}\frac{x^2sin\frac{1}{x}}{x}=2xsin\frac{1}{x}-cos\frac{1}{x},极限就不存在x→0lim​xx2sinx1​​=2xsinx1​−cosx1​,极限就不存在

③:泰勒展开的时候,阶数要展够,比如这道

lim⁡x→0(1+x2)(1−cos2x)−2x2x4\lim_{x\to0}\frac{(1+x^2)(1-cos2x)-2x^2}{x^4}x→0lim​x4(1+x2)(1−cos2x)−2x2​
答案是43\frac{4}{3}34​

④:要求f(0)=0f(0)=0f(0)=0

lim⁡x→0e1−12x−e1−xx\lim_{x\to0}\frac{e^{1-\frac{1}{2}x}-e^{1-x}}{x}x→0lim​xe1−21​x−e1−x​
这个求极限的时候我直接把e1−12x和e1−x展开了e^{1-\frac{1}{2}x}和e^{1-x}展开了e1−21​x和e1−x展开了

然后化成1+1−12x−(1+1−x)x=12\frac{1+1-\frac{1}{2}x-(1+1-x)}{x}=\frac{1}{2}x1+1−21​x−(1+1−x)​=21​就错了

因为我们经常用的泰勒展开(也就是麦克劳林)是在x0=0x_0=0x0​=0的地方展开的,因此ef(x)e^{f(x)}ef(x)要展开的话得要求f(x)=0f(x)=0f(x)=0

因此如果这道题要展开的话就阔以把常数提出来变成lim⁡x→0e(e−12x−e−x)x\lim_{x\to0}\frac{e(e^{-\frac{1}{2}x}-e^{-x})}{x}limx→0​xe(e−21​x−e−x)​这样就能够展开了,答案等于e2\frac{e}{2}2e​

⑤:要求f(x)在0点有意义f(x)在0点有意义f(x)在0点有意义

我还犯过的错误就是把e1x这东西展开了我还犯过的错误就是把\ e^{\frac{1}{x}}\ 这东西展开了我还犯过的错误就是把 ex1​ 这东西展开了
展开变成e1x=1+1x+O(1x)e^{\frac{1}{x}=1+\frac{1}{x}+O(\frac{1}{x})}ex1​=1+x1​+O(x1​),当x趋向零的时候,O(1x)O(\frac{1}{x})O(x1​)这个不叫高阶无穷小了,而变成高阶无穷大了,因此在求极限中当然不能忽略啦~

⑥:非常非常非常经典的一道题

证明lim⁡x→∞ex(1+1x)x2=e12证明\lim_{x\to\infty}\frac{e^x}{(1+\frac{1}{x})^{x^2}}=e^{\frac{1}{2}}证明x→∞lim​(1+x1​)x2ex​=e21​
常见错误就是先算(1+1x)x求极限=e(1+\frac{1}{x})^x求极限=e(1+x1​)x求极限=e,所以(1+1x)x2=ex(1+\frac{1}{x})^{x^2}=e^x(1+x1​)x2=ex,错误原因是求极限是个整体,不能一部分求一部分不求

但是这样做为啥也不对喃?
lim⁡x→∞(1+1x)x2=lim⁡x→∞ex2ln(1+1x)=ex2⋅1x=ex\lim_{x\to\infty}(1+\frac{1}{x})^{x^2}=\lim_{x\to\infty}e^{x^2ln(1+\frac{1}{x})}=e^{x^2\cdot\frac{1}{x}}=e^xx→∞lim​(1+x1​)x2=x→∞lim​ex2ln(1+x1​)=ex2⋅x1​=ex
这个的原因应该是展开精度不够,上面的ln(1+1x)∼1xln(1+\frac{1}{x})\sim\frac{1}{x}ln(1+x1​)∼x1​相当于展开到第一项,精度不够,如果多写几项就能发现
lim⁡x→∞ex2ln(1+1x)=ex2(1x−12x2+O(1x2))=ex⋅e−12⋅eO(1x2))=ex⋅e−12⋅1\lim_{x\to\infty}e^{x^2ln(1+\frac{1}{x})}=e^{x^2(\frac{1}{x}-\frac{1}{2x^2}+O(\frac{1}{x^2}))}=e^x\cdot e^{-\frac{1}{2}}\cdot e^{O(\frac{1}{x^2}))}=e^x\cdot e^{-\frac{1}{2}}\cdot 1x→∞lim​ex2ln(1+x1​)=ex2(x1​−2x21​+O(x21​))=ex⋅e−21​⋅eO(x21​))=ex⋅e−21​⋅1
这样答案就对了

1.6

lim⁡x→0(3+2tanx)x−3x3sin2x+x3cos1x\lim_{x\to 0}\frac{(3+2tanx)^x-3^x}{3sin^2x+x^3cos\frac{1}{x}}x→0lim​3sin2x+x3cosx1​(3+2tanx)x−3x​
就是分母这里有点不好搞
通过求极限lim⁡x→0x3cos1x3sin2x=13xcosx=0\lim_{x\to0}\frac{x^3cos\frac{1}{x}}{3sin^2x}=\frac{1}{3}xcosx=0limx→0​3sin2xx3cosx1​​=31​xcosx=0发现 x3cos1xx^3cos\frac{1}{x}x3cosx1​ 是 3sin2x3sin^2x3sin2x 的高阶无穷小,所以阔以直接省略掉,然后就好做了T_T

1.8

I=lim⁡x→0∫0xsin2t4+t2∫0x(t+1−1)dtdtI=\lim_{x\to0}\int_0^x\frac{sin2t}{\sqrt{4+t^2}\int_0^x(\sqrt{t+1}-1)dt}dtI=x→0lim​∫0x​4+t2​∫0x​(t+1​−1)dtsin2t​dt
这道题是我见过的最奇怪的求极限的题,答案是用的洛必达???没懂怎么用的,分数的形式不是都没有嘛???
还是小波厉害~用的积分中值定理来化简的
先把里面的积分化简
I=lim⁡x→0∫0xsin2t4+t2(η+1−1)∫0xdtdt=∫0xsin2t4+t2(η+1−1)xdt再把外面的积分化简=sin2ξ4+ξ2(η+1−1)x∫0xdt=xsin2ξ4+ξ2(η+1−1)x=I=\lim_{x\to0}\int_0^x\frac{sin2t}{\sqrt{4+t^2}(\sqrt{\eta+1}-1)\int_0^xdt}dt=\int_0^x\frac{sin2t}{\sqrt{4+t^2}(\sqrt{\eta+1}-1)x}dt再把外面的积分化简=\frac{sin2\xi}{\sqrt{4+\xi^2}(\sqrt{\eta+1}-1)x}\int_0^xdt=\frac{xsin2\xi}{\sqrt{4+\xi^2}(\sqrt{\eta+1}-1)x}=I=x→0lim​∫0x​4+t2​(η+1​−1)∫0x​dtsin2t​dt=∫0x​4+t2​(η+1​−1)xsin2t​dt再把外面的积分化简=4+ξ2​(η+1​−1)xsin2ξ​∫0x​dt=4+ξ2​(η+1​−1)xxsin2ξ​=

∵η∈(0,x),ξ∈(0,x)\because \eta\in(0,x),\xi\in(0,x)∵η∈(0,x),ξ∈(0,x)

∴η→0,ξ→0\therefore \eta\to0,\xi\to0∴η→0,ξ→0
∴I=x⋅2ξ2(η+1−1)x=x⋅2ξ212ηx=2ξη=2\therefore I=\frac{x\cdot2\xi}{2(\sqrt{\eta+1}-1)x}=\frac{x\cdot2\xi}{2\frac{1}{2}\eta x}=\frac{2\xi}{\eta}=2∴I=2(η+1​−1)xx⋅2ξ​=221​ηxx⋅2ξ​=η2ξ​=2

哦哦我懂为啥阔以提出来了,还是小波给我说滴:
令F(x)=∫0x(t+1−1)dt令F(x)=\int_0^x(\sqrt{t+1}-1)dt令F(x)=∫0x​(t+1​−1)dt

I=lim⁡x→0∫0xsin2t4+t2F(x)dt,现在就能看出来为啥阔以提出来了,积分变量是t,所以F(x)阔以提出来,然后就阔以用洛必达了I=\lim_{x\to0}\int_0^x\frac{sin2t}{\sqrt{4+t^2}F(x)}dt,现在就能看出来为啥阔以提出来了,积分变量是t,所以F(x)阔以提出来,然后就阔以用洛必达了I=x→0lim​∫0x​4+t2​F(x)sin2t​dt,现在就能看出来为啥阔以提出来了,积分变量是t,所以F(x)阔以提出来,然后就阔以用洛必达了

1.22

lim⁡x→+∞[(x3+x2−tan1x)e1x−1+x6]\lim_{x\to+\infty}[(x^3+\frac{x}{2}-tan\frac{1}{x})e^{\frac{1}{x}}-\sqrt{1+x^6}]x→+∞lim​[(x3+2x​−tanx1​)ex1​−1+x6​]
答案是变成这样:lim⁡x→∞(x3+x2)e1x−1+x6−tan1x⋅e1x,然后面这项tan1x⋅e1x答案直接就不要了答案是变成这样:\lim_{x\to\infty}(x^3+\frac{x}{2})e^{\frac{1}{x}}-\sqrt{1+x^6}-tan\frac{1}{x}\cdot e^{\frac{1}{x}},然后面这项tan\frac{1}{x}\cdot e^{\frac{1}{x}}答案直接就不要了答案是变成这样:x→∞lim​(x3+2x​)ex1​−1+x6​−tanx1​⋅ex1​,然后面这项tanx1​⋅ex1​答案直接就不要了

按道理来说∞−∞\infty-\infty∞−∞可能是0,然后三项就变成两项0−00-00−0又是未定式,这样就不能省略,而答案省略了却对了的原因是因为后面算出来∞−∞=∞\infty-\infty=\infty∞−∞=∞,所以才对

1.40(不常见题型)

设α≥5,则k是多少,I=lim⁡x→∞[(xα+8x4+2)k−x]极限存在设\alpha\geq5,则k是多少,I=\lim_{x\to\infty}[(x^{\alpha}+8x^4+2)^k-x]极限存在设α≥5,则k是多少,I=x→∞lim​[(xα+8x4+2)k−x]极限存在

I=lim⁡t→0(1+8tα−4)k−tkα−1tkαI=\lim_{t\to0}\frac{(1+8t^{\alpha-4)^k-t^{k\alpha-1}}}{t^{k\alpha}}I=t→0lim​tkα(1+8tα−4)k−tkα−1​
然后强行说只有当kα−1=0k\alpha-1=0kα−1=0的时候,极限才存在
然后解出k=1αk=\frac{1}{\alpha}k=α1​,再带进去求极限

这题感觉有点。。。怎么说喃,他要化成那种能比较方便地来求极限的那种形式,然后才能看出啥时候存在,啥时候不存在

1.42

lim⁡x→0cosx−cosx3sinx2x\lim_{x\to0}\frac{\sqrt{cosx}-\sqrt[3]{cosx}}{sinx^2x}x→0lim​sinx2xcosx​−3cosx​​
①换元,令t=cos16xt=cos^{\frac{1}{6}}xt=cos61​x,然后用洛必达

②cosx−cosx3x2=(cosx−1)−(cosx3−1)x2\frac{\sqrt{cosx}-\sqrt[3]{cosx}}{x^2}=\frac{(\sqrt{cosx}-1)-(\sqrt[3]{cosx}-1)}{x^2}x2cosx​−3cosx​​=x2(cosx​−1)−(3cosx​−1)​

其中cosx−1=(1+cosx−1)12−1∼12(cosx−1)∼−14x2\sqrt{cosx}-1=(1+cosx-1)^\frac{1}{2}-1\sim\frac{1}{2}(cosx-1)\sim-\frac{1}{4}x^2cosx​−1=(1+cosx−1)21​−1∼21​(cosx−1)∼−41​x2另外一个也类似

1.44(打星)

lim⁡x→01−cosx⋅cos2x⋅cos3x3x2\lim_{x\to 0}\frac{1-cosx\cdot \sqrt{cos2x}\cdot \sqrt[3]{cos3x}}{x^2}x→0lim​x21−cosx⋅cos2x​⋅3cos3x​​
这题真tm牛皮~
题1.42的换元以及变形都不能用了
没想到分子阔以化成这样
1−abc=(1−a)+a(1−b)+ab(1−c)1-abc=(1-a)+a(1-b)+ab(1-c)1−abc=(1−a)+a(1−b)+ab(1−c)
这样就能变形来做了

原来这道题是有题源的,原题为:
lim⁡x→01−cosx⋅cos2x⋅cos3x3⋅...⋅cosnxnx2\lim_{x\to 0}\frac{1-cosx\cdot \sqrt{cos2x}\cdot \sqrt[3]{cos3x}\cdot...\cdot\sqrt[n]{cosnx}}{x^2}x→0lim​x21−cosx⋅cos2x​⋅3cos3x​⋅...⋅ncosnx​​
虽然题解是用洛必达,但要叫我来洛我肯定不愿意,这怎么求导嘛T_T,结果答案令我大吃一斤T_T还真能求导QAQ
令f(x)=cosx⋅cos2x⋅cos3x3⋅...⋅cosnxn=elnf(x)f(x)=cosx\cdot \sqrt{cos2x}\cdot \sqrt[3]{cos3x}\cdot...\cdot\sqrt[n]{cosnx}=e^{lnf(x)}f(x)=cosx⋅cos2x​⋅3cos3x​⋅...⋅ncosnx​=elnf(x)

∴f′(x)=elnf(x)⋅[lnf(x)]′=f(x)⋅[ln(cosx)+ln(cos2x+...+ln(cosnxn))]′=f(x)⋅[−tanx−12tan2x⋅2−...−1ntannx⋅n]=−f(x)⋅∑k=1ntankx\therefore f'(x)=e^{lnf(x)}\cdot[lnf(x)]'=f(x)\cdot[ln(cosx)+ln(\sqrt{cos2x}+...+ln(\sqrt[n]{cosnx}))]'=f(x)\cdot[-tanx-\frac{1}{2}tan2x\cdot 2-...-\frac{1}{n}tannx\cdot n]=-f(x)\cdot\sum_{k=1}^ntankx∴f′(x)=elnf(x)⋅[lnf(x)]′=f(x)⋅[ln(cosx)+ln(cos2x​+...+ln(ncosnx​))]′=f(x)⋅[−tanx−21​tan2x⋅2−...−n1​tannx⋅n]=−f(x)⋅k=1∑n​tankx

∴原式求洛必达=−f′(x)2x=12⋅∑k=1ntankxx=12⋅∑k=1nk=n(n+1)4\therefore 原式求洛必达=\frac{-f'(x)}{2x}=\frac{1}{2}\frac{\cdot\sum_{k=1}^ntankx}{x}=\frac{1}{2}\cdot\sum_{k=1}^nk=\frac{n(n+1)}{4}∴原式求洛必达=2x−f′(x)​=21​x⋅∑k=1n​tankx​=21​⋅∑k=1n​k=4n(n+1)​

1.45(打星)【证明题】【放缩】

f(1)=1,f′(x)=1x2+f2(x),证明lim⁡x→∞f(x)极限存在且小于1+π2f(1)=1,f'(x)=\frac{1}{x^2+f^2(x)},证明\lim_{x\to\infty}f(x)极限存在且小于1+\frac{\pi}{2}f(1)=1,f′(x)=x2+f2(x)1​,证明x→∞lim​f(x)极限存在且小于1+2π​
这种题就属于那种以前没见过的话就特别懵逼的题

∫1xf′(t)dt=f(x)+c\int_1^xf'(t)dt=f(x)+c∫1x​f′(t)dt=f(x)+c

当x=1时⇒0=f(1)+c⇒c=−1x=1时\Rightarrow 0=f(1)+c\Rightarrow c=-1x=1时⇒0=f(1)+c⇒c=−1

∴f(x)−1=∫1xf′(t)dt=∫1x1t2+f2(t)dt\therefore f(x)-1=\int_1^xf'(t)dt=\int_1^x\frac{1}{t^2+f^2(t)}dt∴f(x)−1=∫1x​f′(t)dt=∫1x​t2+f2(t)1​dt

又∵1x2+f2(x)>0又\because \frac{1}{x^2+f^2(x)}>0又∵x2+f2(x)1​>0

∴f′(x)>0⇒f(x)单增\therefore f'(x)>0\Rightarrow f(x)单增∴f′(x)>0⇒f(x)单增

∴f(x)>=1,在x∈(1,+∞)\therefore f(x)>=1,在x\in(1,+\infty)∴f(x)>=1,在x∈(1,+∞)

∴1t2+f2(t)≤1t2+1⇒∫1x1t2+f2(t)dt≤∫1x1t2+1dt\therefore \frac{1}{t^2+f^2(t)}\leq\frac{1}{t^2+1}\Rightarrow\int_1^x\frac{1}{t^2+f^2(t)}dt\leq\int_1^x\frac{1}{t^2+1}dt∴t2+f2(t)1​≤t2+11​⇒∫1x​t2+f2(t)1​dt≤∫1x​t2+11​dt

∴f(x)−1=∫1x1t2+f2(t)dt≤∫1x1t2+1dt\therefore f(x)-1=\int_1^x\frac{1}{t^2+f^2(t)}dt\leq\int_1^x\frac{1}{t^2+1}dt∴f(x)−1=∫1x​t2+f2(t)1​dt≤∫1x​t2+11​dt

即:f(x)≤1+∫1x1t2+1dtf(x)\leq1+\int_1^x\frac{1}{t^2+1}dtf(x)≤1+∫1x​t2+11​dt

再求个极限

lim⁡x→∞f(x)≤1+∫1∞1t2+1dt=1+π4≤1+π2\lim_{x\to\infty}f(x)\leq1+\int_1^{\infty}\frac{1}{t^2+1}dt=1+\frac{\pi}{4}\leq1+\frac{\pi}{2}limx→∞​f(x)≤1+∫1∞​t2+11​dt=1+4π​≤1+2π​
这道题中有π2\frac{\pi}{2}2π​,求极限中好像只有arctanxarctan\ xarctan x才会出现π2\frac{\pi}{2}2π​,所以再看有没有跟arctanxarctan\ xarctan x相关的

数列极限

例3

证明数列(1+1n)n极限存在证明数列\ {(1+\frac{1}{n})^n}\ 极限存在证明数列 (1+n1​)n 极限存在
一般要证明极限存在都是要证明两个:单调、有界
这个的证明感觉很厉害,也是张宇18讲上面看到的
①:证明单增
设en=(1+1n)n设e_n=(1+\frac{1}{n})^n设en​=(1+n1​)n

enn+1=1⋅(1+1n)⋅(1+1n)⋅...⋅(1+1n)n+1≤1+(1+1n)+(1+1n)+...+(1+1n)n+1=1+n(1+1n)n+1=n+2n+1=(1+1n+1)=en+1n+1\sqrt[n+1]{e_n}=\sqrt[n+1]{1\cdot(1+\frac{1}{n})\cdot(1+\frac{1}{n})\cdot...\cdot(1+\frac{1}{n})}\leq\frac{1+(1+\frac{1}{n})+(1+\frac{1}{n})+...+(1+\frac{1}{n})}{n+1}=\frac{1+n(1+\frac{1}{n})}{n+1}=\frac{n+2}{n+1}=(1+\frac{1}{n+1})=\sqrt[n+1]{e_{n+1}}n+1en​​=n+11⋅(1+n1​)⋅(1+n1​)⋅...⋅(1+n1​)​≤n+11+(1+n1​)+(1+n1​)+...+(1+n1​)​=n+11+n(1+n1​)​=n+1n+2​=(1+n+11​)=n+1en+1​​

∴en≤(1+1n+1)n+1=en+1⇒en≤en+1⇒单增\therefore e_n\leq(1+\frac{1}{n+1})^{n+1}=e_{n+1}\Rightarrow e_n\leq e_{n+1}\Rightarrow单增∴en​≤(1+n+11​)n+1=en+1​⇒en​≤en+1​⇒单增
②:证明有界
设En=(1+1n)n+1设E_n=(1+\frac{1}{n})^{n+1}设En​=(1+n1​)n+1

Enn=(1+1n)2⋅(1+1n)⋅(1+1n)⋅...⋅(1+1n)n≤(1+1n)2+(n−1)⋅(1+1n)n=1+n3−1n3(n−1)<1+1n−1=En−1n\sqrt[n]{E_n}=\sqrt[n]{(1+\frac{1}{n})^2\cdot(1+\frac{1}{n})\cdot(1+\frac{1}{n})\cdot...\cdot(1+\frac{1}{n})}\leq\frac{(1+\frac{1}{n})^2+(n-1)\cdot(1+\frac{1}{n})}{n}=1+\frac{n^3-1}{n^3(n-1)}<1+\frac{1}{n-1}=\sqrt[n]{E_{n-1}}nEn​​=n(1+n1​)2⋅(1+n1​)⋅(1+n1​)⋅...⋅(1+n1​)​≤n(1+n1​)2+(n−1)⋅(1+n1​)​=1+n3(n−1)n3−1​<1+n−11​=nEn−1​​
∴En≤En−1≤En−2≤...≤E1\therefore E_n\leq E_{n-1}\leq E_{n-2}\leq...\leq E_1∴En​≤En−1​≤En−2​≤...≤E1​

而en<En⇒en<E1⇒en有上界e_n<E_n\Rightarrow e_n<E_1\Rightarrow e_n有上界en​<En​⇒en​<E1​⇒en​有上界
∴极限存在(✪ω✪)\therefore 极限存在(✪ω✪)∴极限存在(✪ω✪)

1.67(打星)

lim⁡n→∞n2(a1n−a1n+1)\lim_{n\to\infty}n^2(a^{\frac{1}{n}}-a^{\frac{1}{n+1}})n→∞lim​n2(an1​−an+11​)
这道题我无论怎么化,好像都化不出个什么样子来,看答案发现竟然是用中值定理来做的T_T
令f(x)=axf(x)=a^xf(x)=ax

a1n−a1n+1=(1n−1n+1)aξlnaa^{\frac{1}{n}}-a^{\frac{1}{n+1}}=(\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1})a^{\xi}lnaan1​−an+11​=(n1​−n+11​)aξlna
然后求了极限,答案里面不还有 ξ\xiξ得哇,怎么办?
∵ξ∈(1n+1,1n)\because \xi\in(\frac{1}{n+1},\frac{1}{n})∵ξ∈(n+11​,n1​)
∴ξ→0\therefore \xi\to0∴ξ→0

1.69

lim⁡n→∞cosx2cosx4...cosx2n\lim_{n\to\infty}cos\frac{x}{2}cos\frac{x}{4}...cos\frac{x}{2^n}n→∞lim​cos2x​cos4x​...cos2nx​
这道题以前应该做过的,就是分子分母同时乘上sinx2nsin\frac{x}{2^n}sin2nx​,但是化了之后到底乘了多少个12\frac{1}{2}21​这里竟然搞错了T_T

1.77(打星)【求极限先斩后奏】

已知x1=12,2xn+1+xn2=1,求lim⁡n→∞xn已知x_1=\frac{1}{2},2x_{n+1}+x_n^2=1,求\lim_{n\to\infty}x_n已知x1​=21​,2xn+1​+xn2​=1,求n→∞lim​xn​
哇~又学到了,这道题属于那种“先斩后奏”的,要先假设存在,并且强行求出极限
然后再假装正式地求出 lim⁡n→∞∣xn−A∣=0\lim_{n\to\infty}|x_n-A|=0limn→∞​∣xn​−A∣=0来说明极限等于 AAA
首先在草稿纸上对这个等式 2xn+1+xn2=12x_{n+1}+x_n^2=12xn+1​+xn2​=1求极限得到 2A+A2=12A+A^2=12A+A2=1,然后把 AAA解出来取合适的值(这里取舍要想一哈)

然后根据等式的变形 xn+1=12(1−xn2)x_{n+1}=\frac{1}{2}(1-x_n^2)xn+1​=21​(1−xn2​) 得出A=12(1−A2)A=\frac{1}{2}(1-A^2)A=21​(1−A2)

然后两个式子相减,构造出∣yn+1∣=k∣yn∣|y_{n+1}|=k|y_n|∣yn+1​∣=k∣yn​∣这种样子(不同的题凑的方式不同,感觉这里还不好弄)

∣xn+1−A∣=12∣xn+A∣∣xn−A∣|x_{n+1}-A|=\frac{1}{2}|x_{n}+A||x_n-A|∣xn+1​−A∣=21​∣xn​+A∣∣xn​−A∣

这道题就是令 yn+1=xn+1−A,令k=12∣xn+A∣y_{n+1}=x_{n+1}-A,令k=\frac{1}{2}|x_{n}+A|yn+1​=xn+1​−A,令k=21​∣xn​+A∣

然后就是这种必须掌握的套路了
∣yn+1∣=k∣yn∣=k2∣yn−1∣=...=kn∣y1∣|y_{n+1}|=k|y_n|=k^2|y_{n-1}|=...=k^n|y_1|∣yn+1​∣=k∣yn​∣=k2∣yn−1​∣=...=kn∣y1​∣
然后计算 kkk的范围,算出来肯定是要小于 111 的,所以kn→0k^n\to0kn→0

∴lim⁡n→∞∣yn∣=0\therefore \lim_{n\to\infty}|y_n|=0∴limn→∞​∣yn​∣=0
即:lim⁡n→∞xn=A\lim_{n\to\infty}x_n=Alimn→∞​xn​=A

1.80【证明题】

a≤x≤b,a≤f(x)≤b,且∀x1,x2∈[a,b]有∣f(x2)−f(x1)∣=k∣x2−x1∣,k<1a\leq x\leq b,a\leq f(x)\leq b,且\forall x_1,x_2\in[a,b]有|f(x_2)-f(x_1)|=k|x_2-x_1|,k<1a≤x≤b,a≤f(x)≤b,且∀x1​,x2​∈[a,b]有∣f(x2​)−f(x1​)∣=k∣x2​−x1​∣,k<1
(1)证明:∃唯一ξ使得f(ξ)=ξ(1)证明:\exist 唯一\xi使得f(\xi)=\xi(1)证明:∃唯一ξ使得f(ξ)=ξ

移项一哈就是f(ξ)−ξ=0f(\xi)-\xi=0f(ξ)−ξ=0,也就是证明g(x)=f(x)−xg(x)=f(x)-xg(x)=f(x)−x在区间内有唯一零点
那么按照老套路就是找到异号的两个端点就能证明存在,这里g(a)≥0,g(b)≤0g(a)\geq0,g(b)\leq0g(a)≥0,g(b)≤0,答案是不是写反了?
然后证明唯一性就是证明他单调,但是这道题没办法证明单调,但是跟普通的题相比多了个条件,肯定要把这个条件用上

证明唯一性:反证法
假如还存在一个η\etaη使得f(η)=ηf(\eta)=\etaf(η)=η
那么f(ξ)−f(η)=ξ−ηf(\xi)-f(\eta)=\xi-\etaf(ξ)−f(η)=ξ−η
∣ξ−η∣=f(ξ)−f(η)=k∣ξ−η∣⇒∣ξ−η∣(1−k)=0⇒k=1|\xi-\eta|=f(\xi)-f(\eta)=k|\xi-\eta|\Rightarrow |\xi-\eta|(1-k)=0\Rightarrow k=1∣ξ−η∣=f(ξ)−f(η)=k∣ξ−η∣⇒∣ξ−η∣(1−k)=0⇒k=1
而k<1k<1k<1所以矛盾
(2)对于任意的x1∈[a,b],xn+1=f(xn),证明lim⁡n→∞xn存在,且lim⁡n→∞xn=ξ(2)对于任意的x_1\in[a,b],x_{n+1}=f(x_n),证明\lim_{n\to\infty}x_n存在,且\lim_{n\to\infty}x_n=\xi(2)对于任意的x1​∈[a,b],xn+1​=f(xn​),证明n→∞lim​xn​存在,且n→∞lim​xn​=ξ
这个也有种先斩后奏的思想
xn的极限等于ξx_n的极限等于\xixn​的极限等于ξ,那么xn−ξ的极限就该等于0x_n-\xi的极限就该等于0xn​−ξ的极限就该等于0

因此就来求 lim⁡n→∞(xn−ξ)\lim_{n\to\infty}(x_n-\xi)limn→∞​(xn​−ξ)

而根据所给的xn+1=f(xn)x_{n+1}=f(x_n)xn+1​=f(xn​)的条件,就阔以一层一层变回去

∣xn−ξ∣=∣f(xn−1)−f(ξ)∣=再用题干的条件k∣xn−1−ξ∣=...=kn−1∣x1−ξ∣=0|x_n-\xi|=|f(x_{n-1})-f(\xi)|\stackrel{再用题干的条件}{=}k|x_{n-1}-\xi|=...=k^{n-1}|x_1-\xi|=0∣xn​−ξ∣=∣f(xn−1​)−f(ξ)∣=再用题干的条件k∣xn−1​−ξ∣=...=kn−1∣x1​−ξ∣=0

这样极限就求出来了,并且也说明了极限存在

1.81

就是求有理数的系数 与无理数的系数 的比值的极限
(2+2)n=An+2Bn,求lim⁡n→∞AnBn(2+\sqrt{2})^n=A_n+\sqrt{2}B_n,求\lim_{n\to\infty}\frac{A_n}{B_n}(2+2​)n=An​+2​Bn​,求n→∞lim​Bn​An​​
要先找到关系式,一开始还没反应过来QAQ
An+2Bn=(2+2)(An−1+2Bn−1)=2(An−1+Bn−1)+2(An−1+2Bn−1)A_n+\sqrt{2}B_n=(2+\sqrt{2})(A_{n-1}+\sqrt{2}B_{n-1})=2(A_{n-1}+B_{n-1})+\sqrt{2}(A_{n-1}+2B_{n-1})An​+2​Bn​=(2+2​)(An−1​+2​Bn−1​)=2(An−1​+Bn−1​)+2​(An−1​+2Bn−1​)
∴{An=2(An−1+Bn−1)Bn=(An−1+2Bn−1)\therefore \left\{\begin{matrix} A_n=2(A_{n-1}+B_{n-1})\\ \\ B_n=(A_{n-1}+2B_{n-1}) \end{matrix}\right.∴⎩⎨⎧​An​=2(An−1​+Bn−1​)Bn​=(An−1​+2Bn−1​)​

∴AnBn=2(An−1+Bn−1)(An−1+2Bn−1)======还要再转换一哈2(An−1Bn−1)+1An−1Bn−1+2\therefore \frac{A_n}{B_n}=\frac{2(A_{n-1}+B_{n-1})}{(A_{n-1}+2B_{n-1})}\stackrel{还要再转换一哈}{======}\frac{2(\frac{A_{n-1}}{B_{n-1}})+1}{\frac{A_{n-1}}{B_{n-1}}+2}∴Bn​An​​=(An−1​+2Bn−1​)2(An−1​+Bn−1​)​======还要再转换一哈Bn−1​An−1​​+22(Bn−1​An−1​​)+1​
然后就领AnBn=xn然后就领\frac{A_n}{B_n}=x_n然后就领Bn​An​​=xn​就好做了
得到的关系式就是:
xn=2xn−1+1xn−1+2x_n=\frac{2x_{n-1}+1}{x_{n-1}+2}xn​=xn−1​+22xn−1​+1​
做差:xn+1−xn=2(xn−xn−1)(xn−1+2)(xn+2)做差:x_{n+1}-x_{n}=\frac{2\left(x_{n}-x_{n-1}\right)}{\left(x_{n-1}+2\right)\left(x_{n}+2\right)}做差:xn+1​−xn​=(xn−1​+2)(xn​+2)2(xn​−xn−1​)​,与分子同号,说明单调
然后xn>0x_n>0xn​>0能理解,xn<2x_n<2xn​<2是把上面的关系式化简成xn=2−1xn−1+2x_n=2-\frac{1}{x_{n-1}+2}xn​=2−xn−1​+21​,这样就能看出了因此极限存在
然后就设出来反解出来

1.82【函数迭代】

0≤f(x)≤x,x∈[0,+∞),a1≥0,an+1=f(an)(1)求证:{an}收敛(2)证明:设lim⁡n→∞an=t,则有f(t)=t(3)证明:若条件改为0≤f(x)<x,x∈(0,+∞),则t=00\leq f(x)\leq x,x\in[0,+\infty),a_1\geq0,a_{n+1}=f(a_n)\\ (1)求证:\{a_n\}收敛\\ (2)证明:设\lim_{n\to\infty}a_n=t,则有f(t)=t\\ (3)证明:若条件改为0\leq f(x)<x,x\in(0,+\infty),则t=0 0≤f(x)≤x,x∈[0,+∞),a1​≥0,an+1​=f(an​)(1)求证:{an​}收敛(2)证明:设n→∞lim​an​=t,则有f(t)=t(3)证明:若条件改为0≤f(x)<x,x∈(0,+∞),则t=0

(1)

∵f(x)≤x⇒f(an)≤an\because f(x)\leq x\Rightarrow f(a_n)\leq a_n∵f(x)≤x⇒f(an​)≤an​
又∵f(an)=an+1⇒an+1≤an⇒an单减\because f(a_n)=a_{n+1}\Rightarrow a_{n+1}\leq a_n\Rightarrow a_n单减∵f(an​)=an+1​⇒an+1​≤an​⇒an​单减
∵x≥0⇒有下界\because x\geq0\Rightarrow 有下界∵x≥0⇒有下界
∴收敛\therefore 收敛∴收敛

(2)

f(t)=f(lim⁡n→∞an)=lim⁡n→∞f(an)=lim⁡n→∞an+1=tf(t)=f(\lim_{n\to\infty}a_n)=\lim_{n\to\infty}f(a_n)=\lim_{n\to\infty}a_{{n+1}}=tf(t)=f(limn→∞​an​)=limn→∞​f(an​)=limn→∞​an+1​=t
其中f(lim⁡n→∞an)=lim⁡n→∞f(an)我懵逼了一哈(`・ω・´),然后觉得好像有道理其中f(\lim_{n\to\infty}a_n)=\lim_{n\to\infty}f(a_n)我懵逼了一哈(`・ω・´),然后觉得好像有道理其中f(limn→∞​an​)=limn→∞​f(an​)我懵逼了一哈(`・ω・´),然后觉得好像有道理

(3)

大概就是说,如果能等于,那就迭代到自变量和因变量相等那一点
如果不能等于,那就只能迭代到0

1.83

已知f(x)=x+ln(2−x)有最大值f(1)=1,x1=ln2,xn=∑i=2nln(2−xi),证明:lim⁡n→∞xn极限存在并求值已知f(x)=x+ln(2-x)有最大值f(1)=1,x_1=ln2,x_n=\sum_{i=2}^nln(2-x_i),证明:\lim_{n\to\infty}x_n极限存在并求值已知f(x)=x+ln(2−x)有最大值f(1)=1,x1​=ln2,xn​=i=2∑n​ln(2−xi​),证明:n→∞lim​xn​极限存在并求值

所给的条件就是第一问,一般第一问都是为第二问做铺垫的,我就没发现这个

xn=∑i=2nln(2−xi)=xn−1+ln(2−xn−1)x_n=\sum_{i=2}^nln(2-x_i)=x_{n-1}+ln(2-x_{n-1})xn​=∑i=2n​ln(2−xi​)=xn−1​+ln(2−xn−1​)

这个我都没看出来T_T,这样就找到了递推关系,并且这个递推关系长得就和我们的条件一样,所以写出来就是

xn=f(xn−1)x_n=f(x_{n-1})xn​=f(xn−1​)

f(x)f(x)f(x)有最大值,说明xnx_nxn​有上界,于是第一个条件就出来了,再证明单增就行了

xn−xn−1=ln(2−xn−1)>0x_n-x_{n-1}=ln(2-x_{n-1})>0xn​−xn−1​=ln(2−xn−1​)>0所以单增也出来了,之后就好做了

1.84

x1=1,xn=∫01min(x,xn−1)dx,证明lim⁡n→∞存在并求值x_1=1,x_n=\int_0^1min(x,x_{n-1})dx,证明\lim_{n\to\infty}存在并求值x1​=1,xn​=∫01​min(x,xn−1​)dx,证明n→∞lim​存在并求值

这个minminmin操作一开始会有点懵逼,写几项试一试喃
x2=∫01min(x,1)dx=∫01xdx=12x_2=\int_0^1min(x,1)dx=\int_0^1xdx=\frac{1}{2}x2​=∫01​min(x,1)dx=∫01​xdx=21​

x3=∫012xdx+∫12112dx=38x_3=\int_0^{\frac{1}{2}}xdx+\int_{\frac{1}{2}}^1\frac{1}{2}dx=\frac{3}{8}x3​=∫021​​xdx+∫21​1​21​dx=83​

会发现递推关系是这样 xn=∫0xn−1xdx+∫xn−11xn−1dx=xn−1−12xn−12x_n=\int_0^{x_{n-1}}xdx+\int_{x_{n-1}}^1x_{n-1}dx=x_{n-1}-\frac{1}{2}x_{n-1}^2xn​=∫0xn−1​​xdx+∫xn−1​1​xn−1​dx=xn−1​−21​xn−12​

单调性倒是一眼就看出来了,可是有下界还是要推一推的

∵单调∴xn−1<x1=1\because 单调\therefore x_{n-1}<x_1=1∵单调∴xn−1​<x1​=1

∴xn−1>xn−12>xn−122⇒xn−1>xn−12⇒xn−1−xn−12>0⇒xn>0⇒有下界\therefore x_{n-1}>x_{n-1}^2>\frac{x_{n-1}^2}{2}\Rightarrow x_{n-1}>x_{n-1}^2\Rightarrow x_{n-1}-x_{n-1}^2>0\Rightarrow x_n>0\Rightarrow 有下界∴xn−1​>xn−12​>2xn−12​​⇒xn−1​>xn−12​⇒xn−1​−xn−12​>0⇒xn​>0⇒有下界

1.87(多看)【证明题】

(1)证明:方程ex+x2n+1=0在x∈(−1,0)内有唯一实根xn(1)证明:方程e^x+x^{2n+1}=0在x\in(-1,0)内有唯一实根x_n(1)证明:方程ex+x2n+1=0在x∈(−1,0)内有唯一实根xn​
就是证fn(x)=ex+x2n+1f_n(x)=e^x+x^{2n+1}fn​(x)=ex+x2n+1单增并且两端异号,为后面题使用
(2)证明:lim⁡n→∞xn存在并求其值a(2)证明:\lim_{n\to\infty}x_n存在并求其值a(2)证明:n→∞lim​xn​存在并求其值a
fn+1(x)=ex+x2(n+1)+1=ex+x2n+1⋅x2f_{n+1}(x)=e^{x}+x^{2(n+1)+1}=e^{x}+x^{2n+1}\cdot x^2fn+1​(x)=ex+x2(n+1)+1=ex+x2n+1⋅x2

∵xn+1是fn+1(x)的根⇒fn+1(xn+1)=0⇒exn+1+xn+12n+1⋅xn+12=0\because x_{n+1}是f_{n+1}(x)的根\Rightarrow f_{n+1}(x_{n+1})=0\Rightarrow e^{x_{n+1}}+x_{n+1}^{2n+1}\cdot x_{n+1}^2=0∵xn+1​是fn+1​(x)的根⇒fn+1​(xn+1​)=0⇒exn+1​+xn+12n+1​⋅xn+12​=0

又∵xn+1∈(−1,0)⇒xn+12∈(0,1)⇒xn+12<1又\because x_{n+1}\in(-1,0)\Rightarrow x_{n+1}^2\in(0,1)\Rightarrow x_{n+1}^2<1又∵xn+1​∈(−1,0)⇒xn+12​∈(0,1)⇒xn+12​<1

∴exn+1+xn+12n+1>exn+1+xn+12n+1⋅xn+12\therefore e^{x_{n+1}}+x_{n+1}^{2n+1}>e^{x_{n+1}}+x_{n+1}^{2n+1}\cdot x_{n+1}^2∴exn+1​+xn+12n+1​>exn+1​+xn+12n+1​⋅xn+12​(这里我应该没判断错吧,确实应该是大于,答案好像写错了)

∴exn+1+xn+12n+1>0\therefore e^{x_{n+1}}+x_{n+1}^{2n+1}>0∴exn+1​+xn+12n+1​>0

而xn是fn(x)的根⇒fn(xn)=0⇒exn+xn2n+1=0而x_n是f_n(x)的根\Rightarrow f_n(x_n)=0\Rightarrow e^{x_n}+x_n^{2n+1}=0而xn​是fn​(x)的根⇒fn​(xn​)=0⇒exn​+xn2n+1​=0

∴exn+1+xn+12n+1>exn+xn2n+1⇒xn+1>xn⇒xn单增\therefore e^{x_{n+1}}+x_{n+1}^{2n+1}>e^{x_n}+x_n^{2n+1}\Rightarrow x_{n+1}>x_n\Rightarrow x_n单增∴exn+1​+xn+12n+1​>exn​+xn2n+1​⇒xn+1​>xn​⇒xn​单增

而xn<0⇒有上界⇒极限存在而x_n<0\Rightarrow 有上界\Rightarrow 极限存在而xn​<0⇒有上界⇒极限存在

然后由exn+xn2n+1=0阔以化出⇒xn=(2n+1)ln(−xn),然后同时求极限e^{x_n}+x_n^{2n+1}=0阔以化出\Rightarrow x_n=(2n+1)ln(-x_n),然后同时求极限exn​+xn2n+1​=0阔以化出⇒xn​=(2n+1)ln(−xn​),然后同时求极限

这题长得还有点怪。。因为求极限的话右边是∞\infty∞了,所以移项到左边,让左边等于0
 ̄へ ̄(有点无语)

a2n+1=ln(−a)\frac{a}{2n+1}=ln(-a)2n+1a​=ln(−a)
然后a2n+1=0⇒ln(−a)=0⇒a=−1\frac{a}{2n+1}=0\Rightarrow ln(-a)=0\Rightarrow a=-12n+1a​=0⇒ln(−a)=0⇒a=−1

(3)求lim⁡n→∞n(xn−a)(3)求\lim_{n\to\infty}\ \ n(x_n-a)(3)求n→∞lim​  n(xn​−a)
由上题知:xn=(2n+1)ln(−xn),但是这个形式对解题不方便,所以把右边的xn反解出来:由上题知:x_n=(2n+1)ln(-x_n),但是这个形式对解题不方便,所以把右边的x_n反解出来:由上题知:xn​=(2n+1)ln(−xn​),但是这个形式对解题不方便,所以把右边的xn​反解出来:
xn=−exn2n+1x_n=-e^{\frac{x_n}{2n+1}}xn​=−e2n+1xn​​
∴n(xn−a)=n(1−exn2n+1)\therefore n(x_n-a)=n(1-e^{\frac{x_n}{2n+1}})∴n(xn​−a)=n(1−e2n+1xn​​)
然后求极限,有ef(x)−1这种形式并且满足f(x)趋向0的条件,比较好求e^{f(x)-1}这种形式并且满足f(x)趋向0的条件,比较好求ef(x)−1这种形式并且满足f(x)趋向0的条件,比较好求

1.90(放缩夹逼)

已知0<tan2x−x2<x4,xn=∑k=1ntan21n+k,求lim⁡n→∞xn已知0<tan^2x-x^2<x^4,x_n=\sum_{k=1}^ntan^2\frac{1}{\sqrt{n+k}},求\lim_{n\to\infty}x_n已知0<tan2x−x2<x4,xn​=k=1∑n​tan2n+k​1​,求n→∞lim​xn​
这道题放缩很厉害呀~
设I=tan21n+kI=tan^2\frac{1}{\sqrt{n+k}}I=tan2n+k​1​
很明显阔以化成

1n+k<I<1n+k+1(n+k)2\frac{1}{n+k}<I<\frac{1}{n+k}+\frac{1}{(n+k)^2}n+k1​<I<n+k1​+(n+k)21​

我就只能弄到这儿了

答案还把右边放缩了一哈,才能够计算出来

1n+k<I<1n+k+1n2\frac{1}{n+k}<I<\frac{1}{n+k}+\frac{1}{n^2}n+k1​<I<n+k1​+n21​

然后,秀操作的时候来了

lim⁡n→∞∑k=1n1n+k=lim⁡n→∞∑k=1n11+kn1n=∫0111+xdx=ln2\lim_{n\to\infty}\sum_{k=1}^n\frac{1}{n+k}=\lim_{n\to\infty}\sum_{k=1}^n\frac{1}{1+\frac{k}{n}}\frac{1}{n}=\int_0^1\frac{1}{1+x}dx=ln2n→∞lim​k=1∑n​n+k1​=n→∞lim​k=1∑n​1+nk​1​n1​=∫01​1+x1​dx=ln2

然后右边只是多了个 lim⁡n→∞∑k=1n1n2=lim⁡n→∞1n=0\lim_{n\to\infty}\sum_{k=1}^n\frac{1}{n^2}=\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n}=0limn→∞​∑k=1n​n21​=limn→∞​n1​=0,哇~

所以夹逼出来就是ln2ln2ln2

1.91

证明:f(x)=(nx+1)−1x单增,x∈(0,+∞)证明:f(x)=(n^x+1)^{-\frac{1}{x}}单增,x\in(0,+\infty)证明:f(x)=(nx+1)−x1​单增,x∈(0,+∞)
如果直接求导会很复杂,因此取个对数,因为对数是增函数,所以单调性不会变
g(x)=lnf(x)=−1xln(nx+1)g(x)=lnf(x)=-\frac{1}{x}ln(n^x+1)g(x)=lnf(x)=−x1​ln(nx+1)

g′(x)=1x2ln(nx+1)−1xnxlnnnx+1g'(x)=\frac{1}{x^2}ln(n^x+1)-\frac{1}{x}\frac{n^xlnn}{n^x+1}g′(x)=x21​ln(nx+1)−x1​nx+1nxlnn​

到这里,如果直接令g′(x)>0g'(x)>0g′(x)>0又很难解出xxx的范围

没想到竟然是放缩。。。

g′(x)=1x2ln(nx+1)−1xnxlnnnx+1>1x2ln(nx)−1x(nx+1)lnnnx+1=1xlnn−1xlnn=0g'(x)=\frac{1}{x^2}ln(n^x+1)-\frac{1}{x}\frac{n^xlnn}{n^x+1}>\frac{1}{x^2}ln(n^x)-\frac{1}{x}\frac{(n^x+1)lnn}{n^x+1}=\frac{1}{x}lnn-\frac{1}{x}lnn=0g′(x)=x21​ln(nx+1)−x1​nx+1nxlnn​>x21​ln(nx)−x1​nx+1(nx+1)lnn​=x1​lnn−x1​lnn=0

哇地一声哭了出来(╥╯^╰╥)

xn=∑k=1n(nk+1)−1k,求lim⁡n→∞xnx_n=\sum_{k=1}^n(n^k+1)^{-\frac{1}{k}},求\lim_{n\to\infty}x_nxn​=k=1∑n​(nk+1)−k1​,求n→∞lim​xn​

要用到第二问的结论
xnx_nxn​相当于 ∑k=1nf(k)\sum_{k=1^n}f(k)∑k=1n​f(k)

∵1≤k≤n且f(x)单增\because 1\leq k\leq n且f(x)单增∵1≤k≤n且f(x)单增

∴f(1)≤f(k)≤f(n)⇒∑k=1nf(1)≤xn≤∑k=1nf(n)\therefore f(1)\leq f(k)\leq f(n)\Rightarrow \sum_{k=1}^nf(1)\leq x_n\leq \sum_{k=1}^nf(n)∴f(1)≤f(k)≤f(n)⇒∑k=1n​f(1)≤xn​≤∑k=1n​f(n)

左边很好求极限,右边就还要变形一哈~

lim⁡n→∞∑k=1n1(nn+1)1n=lim⁡n→∞n(nn+1)1n,分子分母同时除以n,=lim⁡n→∞1(1+1nn)1n=1\lim_{n\to\infty}\sum_{k=1}^n\frac{1}{(n^n+1)^{\frac{1}{n}}}=\lim_{n\to\infty}\frac{n}{(n^n+1)^{\frac{1}{n}}},分子分母同时除以n,=\lim_{n\to\infty}\frac{1}{(1+\frac{1}{n^n})^{\frac{1}{n}}}=1n→∞lim​k=1∑n​(nn+1)n1​1​=n→∞lim​(nn+1)n1​n​,分子分母同时除以n,=n→∞lim​(1+nn1​)n1​1​=1

1.101

求f(x)=lim⁡n→∞e1xarctan11+xx2+enx的间断点以及类型求f(x)=\lim_{n\to\infty}\frac{e^{\frac{1}{x}}arctan\frac{1}{1+x}}{x^2+e^{nx}}的间断点以及类型求f(x)=n→∞lim​x2+enxex1​arctan1+x1​​的间断点以及类型

这道题我做第二遍的时候也没反应过来QAQ,一来就直接求的,然后就遇到问题了,就是分母的 enxe^{nx}enx,x→0,n→∞x\to0,n\to\inftyx→0,n→∞,那nx→?nx\to?nx→?

这道题先要分段
f(x)={0,x>0e1xarctan⁡11+xx2,x<0f ( x ) = \left\{ \begin{array} { l l } { 0 , } & { x > 0 } \\ { \frac { \mathrm { e } ^ { \frac { 1 } { x } } \arctan \frac { 1 } { 1 + x } } { x ^ { 2 } } , } & { x < 0 } \end{array} \right.f(x)={0,x2ex1​arctan1+x1​​,​x>0x<0​
然后做才好做
但是当x>0x>0x>0的时候,为啥就是0喃?
万一x→0x\to0x→0的时候,那enxe^nxenx也就不知道啊,我还是不理解T_T

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