数学中使用放缩法和夹逼准则来求极限的例子
例1:求极限 .1sin ...212sin 1sin lim ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣
⎡++++++∞→n n n n n n n πππ [分析]由于是求数列的极限,即∑=∞→+n i n i n n i 11sin lim π
,其分子和分母同时都在变
化,这时可以尝试把分母变成不变的,即此题中将分母中含有i 的项略去,同时配合放缩法进行求解。
由于原数列分母随着i 趋向到n ,分母都会小
于()1+n ,他的倒数,即()11+n 小于除了第一项的其他项,所以
∑∑==∞→∞→+≤+n i n i n n i
n n i n n i 111sin lim 1sin lim π
π。
同理,原数列分母随着i 趋向到n ,分母都会大于()n ,他的倒数,即()
n 1都会大于其他项,所以∑∑==∞→∞→≤+n i n i n n n n i i
n n i 11sin lim 1sin lim π
π 由于是无穷多项进行相加,运算过程可以相当于积分的运算即:
令n i x =,1
1+=n dx (最左边的式子),n dx 1=(最右边的式子),得:⎰∑⎰≤+≤=∞→10110)sin(1sin lim )sin(dx x i
n n i dx x n i n ππ
π 即:ππ
π21sin lim 21≤+≤∑=∞→n i n i
n n i 所以原题的极限为:π2. 例2:利用夹逼定理证明().211...2111lim 2
+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+-+-∞→k k k n n n n k n n [分析]观察到括号中的表达式:⎪⎭
⎫ ⎝⎛+--+-+-k n n n n k 1...2111都是连续减的形式,一般情况是想办法把它变换成加的形式。
观察到表达式:
⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+-+-k n n n n k 1 (2)
111中有k 个n 1相加,所以可以分别和后面k 个相减项相结合可以得到:⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-k n n n n n n 11...211111,所以可以得到:()∑=+k
i i n n i 1,同上面例题一样,分子和分母同时都在变动,可以尝试把分母固定不变。
所以可得:
所以可得:
所以根据夹逼定理可以得到:原式的极限为:()21k
k +。